由德国海德堡德国癌症研究中心领导的一个研究小组发现,肿瘤的基因序列可以像分子钟一样读取,可以追溯到它最近的共同祖先细胞。提取肿瘤演变的持续时间可以准确预测神经母细胞瘤的结果。
在发表在Nature Genetics上的一篇题为“神经母细胞瘤出现在胎儿早期发育及其进化持续时间预测结果”的论文中,该团队详细介绍了他们在识别针对全基因组测序人群测试的基因组时钟方面所采取的步骤,结合分析和数学建模,以确定进化标记,可追溯性和婴儿神经母细胞瘤的可能起源点。
癌细胞的生命开始是英雄般的健康组织,那种“一人为我,一为所有人”,把自己扔在手榴弹上以拯救你的伴侣——这种态度每天都在全身发生。在某些时候,出现问题,一个好的细胞变坏了。
它始于分裂中的沟通不畅或细胞DNA的损伤,这种情况在整个身体中非常有规律地发生。通常,这是在故障开始之前通过修复机制处理的。如果无法进行修复,就该进行细胞凋亡或细胞死亡了。
健康的细胞对细胞凋亡呼吁的反应是将自己扔在“手榴弹”上,以保持周围所有细胞和细胞组织的安全。如果细胞无法听到细胞凋亡的呼唤,就像染色体损伤可能发生的那样,它就不采取任何行动。如果没有生长或停止生长的顺从行为,细胞就会对其周围环境构成威胁,流氓细胞,癌细胞,如果它不受控制地增殖,就会成为肿瘤。
一个细胞本身,由于细胞之间的通信网络已经丢失而不再能够与邻居通信,仍然试图生存。在细胞内,它需要的大部分东西来延续生命的使命——成长、繁殖和茁壮成长。但从外面看,视角却大不相同。从孤立和受伤的细胞之外,癌症正在生长。根据癌症的位置及其构造方式,结果可能会大不相同。
在婴儿中最常见的实体瘤神经母细胞瘤的情况下,广泛的临床结果是可能的,从需要轻度或不治疗的低风险病例到对约50%的患者致命的高风险情况。
在目前的研究中,回顾性分析了原发性和复发性神经母细胞瘤肿瘤的队列。全基因组测序应用于100例神经母细胞瘤,并在86例独立组中得到验证。选择中性单核苷酸变体并作为分子钟进行跟踪,以对关键事件进行计时。
通过将肿瘤克隆序列与分子钟进行比较,研究人员发现,对于不同的拷贝数,克隆细胞中体细胞单核苷酸变体(SSNV)的密度相似,本质上是克隆中分子钟的延续,因此可以追溯到最近的共同祖先细胞。将其与标准的肿瘤采样进行比较,标准肿瘤采样可以判断不同的肿瘤细胞是否相关,但缺乏时间依赖性的进化联系,这种方法的重要性变得非常明显。
研究人员进一步发现,进化的持续时间被发现是结果的准确预测指标。迅速变成肿瘤的细胞没有维持生长的能力,而其他更慢地转变为肿瘤的细胞则为更持久和更积极的生存策略建立了基础设施。知道了这一点,研究人员就可以识别出具有良好临床结果的神经母细胞瘤。
起源故事
研究人员能够通过将全基因组测序、分子钟分析和群体遗传建模结合到涵盖所有亚型的综合队列中,将他们的模型的分子钟追溯并确定神经母细胞瘤的可能起源。整个临床谱系的肿瘤可能早在妊娠前三个月就开始通过异常有丝分裂发展。这是肾上腺髓质由交感神经母细胞形成的时候,建模表明初始致癌事件仅限于这个时间窗口。神经母细胞瘤的转录组最类似于交感神经母细胞的转录组,交感神经母细胞在妊娠早期高度增殖,这可能使它们容易受到非整倍性(染色体异常)的影响。
目前正在进行一项巨大的努力来编制基因图谱,这是人体每个细胞,它们的功能和相互关联的通信的文件。科学揭示的一切,从基本的解剖学到DNA的发现和人类基因组计划。从揭示DNA转录,剪接,翻译和修改的方式到表观遗传学和基因变异如何影响健康。所有这些都导致了一个平台,从中我们可以以足够预测的方式了解分子细胞进化,以采取主动,预防和程序步骤来确保人类生命的持续长寿。
目前的研究是通向未来的一个窗口,对单一肿瘤细胞类型的分子进化有预测性和时间依赖性的理解。现代奇迹医学的时代不是我们生活的时代,而是我们现在正在建设的时代。