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同种癌细胞在治疗过程中出现多种克隆命运,Ausbian胎牛血清助力科研

更新时间:2023-08-31  |  点击率:269

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个体细胞对信号和压力的反应不同,通常是由于内在的、非遗传的差异。单细胞条形码技术的进步已经能够追踪暴露于信号和压力下的分子状态变化,但对结果本身的可变性表征的关注较少。通常,隐含的假设是结果是二元的:诱导或不诱导,增殖或非增殖,活着或死了。然而,也有可能出现更为丰富的结果。

 

癌症的治疗耐药性说明了对压力的不同反应。抗癌药物会杀死大部分细胞,但通常会留下一小部分具有抗药性的细胞,阻碍治愈。最近的研究甚至在单细胞衍生(克隆)癌症群体中也发现了这些亚群(以基因表达缓慢波动为特征)。在药物暴露后,这些种群的克隆存活下来并增殖形成耐药菌落。抗性细胞被认为在分子特征和行为上相对一致,但尚不清楚种群的克隆结构是否导致变异。尽管多种耐药机制已被记录在案,并且增殖能力的差异表明耐药克隆之间存在异质性,但尚不清楚不同的耐药细胞类型是否可以从同质的初始群体中产生。

 

科研人员开发了FateMap,这是一个结合单细胞RNA测序(scRNA-seq)DNA条形码和计算分析的框架,用于跟踪数千个个体癌细胞克隆获得耐药性时的命运。即使是在相同条件下生长的同质细胞也会产生分子和功能上不同的抗性类型。这些耐药类型是由药物暴露前细胞之间的内在差异预先确定的。耐药类型的转录和功能多样化在不同的癌症和治疗中是一致的。

 

即使在基因相同的癌细胞中,对治疗的耐药性也经常出现在这些细胞中的一小部分。初始群体中罕见的单个细胞的分子差异使某些细胞对治疗产生耐药性。然而,对耐药结果的可变性知之甚少。

 

近日,研究人员开发和应用FateMap,一个结合DNA条形码和单细胞RNA测序的框架,揭示数十万克隆暴露于抗癌治疗的命运。研究发现,从单细胞衍生的癌细胞中产生的耐药克隆采用分子、形态和功能上不同的耐药类型。这些耐药类型在很大程度上是由药物添加前细胞之间的分子差异预先决定的,而不是由外部因素决定的。药物剂量和类型的变化可以改变初始细胞的耐药类型,导致某些耐药类型的产生和消除。来自患者的样本显示在临床环境中存在这些耐药类型的证据。

 

研究人员观察到几种单细胞衍生的癌细胞系和用各种药物治疗的细胞类型的耐药类型的多样性。由于细胞内在状态的可变性,抗性类型的多样性可能是对外部线索反应的一般特征。

 

相关研究发表在《Nature》上,文章标题为:“Diverse clonal fates emerge upon drug treatment of homogeneous cancer cells"。