2019年5月25日 訊 /生物谷BIOON/ --近日，發表在國際雜志Nature和Nature Communications上的研究報告中，來自威爾康奈爾醫學院和紐約基因組研究中心的科學家們通過合作開發了一種新型的工具，其能成功追蹤到了癌癥的分子進化機制，這種新型工具還能夠幫助理解癌癥產生、在機體中擴散及對不同療法產生反應的分子機制。

　　文章中，研究者們描述了一種新方法，其能幫助研究者從患者機體中分離單一的癌細胞，并且繪制出細胞染色體的表觀遺傳標記(epigenetic marks)，表觀遺傳標記是DNA或組蛋白上的化學標記，其能幫助控制細胞中基因的表達，從本質上來將，其能夠編程細胞做什么及不做什么，此前研究表明，癌癥部分是由細胞的表觀遺傳學改變所驅動，但研究人員卻很少在這一領域進行研究，致癌基因突變卻受到了更多的關注。

　　這項最新研究中，研究人員對慢性淋巴細胞白血病(CLL)患者進行研究，繪制出了患者機體中數千個癌變細胞中的一套表觀遺傳學標記(表觀基因組)，這種緩慢的進行性惡性腫瘤影響著B細胞的功能，研究者分析了龐大的表觀基因組數據來闡明在表觀遺傳學水平下患者機體癌癥的進化及進展，以及患者如何對藥物依魯替尼的標準療法產生反應。

　　研究者Dan Landau教授說道，利用表觀遺傳學信息我們就能夠以較高的分辨率追蹤這些癌細胞的譜系和癌細胞群的進化，這種方法此前在人類樣本中無法進行;同時這類分析還能夠幫助研究人員闡明不同癌癥如何適應不同挑戰，比如藥物療法等，發表在Nature雜志上的研究報告中，研究者利用新技術繪制出了6名健康個體機體中800多個正常B細胞及12個CLL患者機體中超過1800個癌變細胞的表觀遺傳學標記(甲基化作用)，結果發現，CLL患者的細胞群、表面變異率(每次細胞分裂表觀遺傳組的平均改變狀況)均為異常且較高，這就會導致細胞間表觀遺傳學模式表現出千差萬別。

　　此前研究人員揭示了癌遺傳學水平下癌癥多樣性發生的機制，比如腫瘤中的不同細胞含有不同類型的基因突變，每個癌變細胞群中的這種龐大的多樣性意味著，在每個患者機體中，研究者都能夠處理數以千計的癌癥變異，而并不僅僅是一個實體，所有這些變化都會增加癌癥適應挑戰的潛力，比如藥物療法等，文章中研究人員擴展了這一概念以表明確實存在這種表觀遺傳多樣性。

　　隨后研究人員分析了表觀基因組數據來追蹤每個CLL細胞的譜系回溯至其癌癥起源，并展示其在疾病過程中是如何進化的，研究者將CLL細胞分為不同組或者根據表觀基因組模式分為密切相關的細胞(clades)，同時研究者揭示了某些進化枝或許對依魯替尼療法敏感，后期研究者還會進一步深入分析來對此進行闡明，比如藥物或藥物組合在治療特性癌癥中的效果如何?同時或許也能夠幫助研究人員開發出更好的方法來監測癌癥的進展并檢測藥物的耐受性。

　　發表在Nature Communications雜志上的研究報告中，研究人員發現，在相同的單細胞精度下，研究者可以繪制出CLL細胞DNA上除了甲基化之外的名為組蛋白修飾的表觀遺傳學標記，通過纏繞在組蛋白上DNA就能夠包裝到染色體中，而組蛋白的微小化學改變就會放松或收緊多個點上的纏繞從而促進或抑制基因表達。研究者還發現，CLL細胞群能與其它表觀遺傳學標記一起使其組蛋白修飾變得多樣化。

　　上述研究都證實了，在表觀遺傳學水平下，CLL細胞群能夠在健康B細胞群中失去高度定義的順序，研究者Landau博士說道，正常人的細胞能在多細胞生物體中被重編程并以精確的方式來發揮作用，癌細胞會趨向于轉變成為單細胞的生命形式，就好像細菌一樣，研究人員能夠觀察到使細胞群體更具彈性的多樣化趨勢。研究者Landau及其同事所開發的方法能被用來繪制出不同種類的表觀遺傳學信息，同時還能繪制出所有單個細胞的DNA序列信息及基因表達模式。

　　研究者Richard Furman說道，理解單一細胞中所發生的表觀遺傳學改變或能幫助理解細胞如何對療法產生耐受性，以及未來如何有效抑制這些改變，相關的信息也能夠幫助CLL患者實現正常的壽命。研究人員希望后期能捕獲單一細胞多個層面的信息來在不同分子關系下進行理解，并確定癌癥的進化機制及其如何對療法產生耐受性，同時也能幫助研究人員開發新型療法來抑制癌癥耐藥性的產生。

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