摘要：研究發(fā)現(xiàn)，對染色體附近的遺傳物質(zhì)進(jìn)行特征分析，可以預(yù)測突變的致癌基因如何重塑DNA并改變腫瘤微環(huán)境。
膠質(zhì)瘤是出了名的復(fù)雜，其中膠質(zhì)細(xì)胞、腫瘤干細(xì)胞以及體細(xì)胞突變分布在不同區(qū)域內(nèi)。繪制基因組和轉(zhuǎn)錄組改變的空間結(jié)構(gòu)有助于人們了解這些高度異質(zhì)性腫瘤內(nèi)的分子過程。
南加州大學(xué)和希望之城醫(yī)療中心的研究人員近日首次發(fā)現(xiàn)，對染色體附近的遺傳物質(zhì)進(jìn)行特征分析，可以預(yù)測突變的致癌基因如何重塑DNA并改變腫瘤微環(huán)境。
圖1 解析膠質(zhì)瘤中雜合性缺失和染色體外DNA的空間性亞克隆基因組異質(zhì)性這項(xiàng)研究成果于6月13日發(fā)表在《Nature Communications》雜志上。這項(xiàng)前沿的腦癌研究為精準(zhǔn)醫(yī)療奠定了基礎(chǔ)，讓腫瘤科醫(yī)生能夠?yàn)榘┌Y患者提供更加個(gè)性化的治療。
染色體外的微小DNA分子一度被忽視，但過去十年的研究表明，這些被稱為染色體外DNA（ecDNA）的環(huán)狀結(jié)構(gòu)能夠促進(jìn)癌癥發(fā)展。
共同通訊作者、希望之城轉(zhuǎn)化科學(xué)系主任David Craig博士表示：“我們的研究為不同ecDNA之間的相互作用提供了新的見解。重要的是，當(dāng)ecDNA和致癌成分普遍存在時(shí)，腫瘤微環(huán)境會(huì)變得缺氧。這種缺氧狀態(tài)與癌癥進(jìn)展、治療耐藥和預(yù)后不良有關(guān)。”
將空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)與基因組數(shù)據(jù)相結(jié)合，研究人員可以鑒定腫瘤中有共同祖先但獲得額外突變的細(xì)胞群。探究它們在空間上是如何分布的，有助于了解腫瘤的演化過程。
研究人員對十幾例膠質(zhì)瘤樣本進(jìn)行了批量細(xì)胞RNA測序、腫瘤/正常DNA測序和空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析。通過對實(shí)驗(yàn)隊(duì)列和驗(yàn)證隊(duì)列的分析，他們能夠識(shí)別出腫瘤微環(huán)境的共同特征和獨(dú)特特征，并開發(fā)出一個(gè)綜合分析框架，供他人使用。
圖2 膠質(zhì)瘤發(fā)現(xiàn)隊(duì)列 A 體細(xì)胞突變概覽
他們在4例膠質(zhì)瘤中檢測到局灶性擴(kuò)增的ecDNA，其中2例EGFR擴(kuò)增的IV級膠質(zhì)母細(xì)胞瘤存在亞克隆腫瘤異質(zhì)性。在1例TP53突變的膠質(zhì)母細(xì)胞瘤中，他們檢測到EGFR擴(kuò)增的亞克隆，并伴有17號染色體雜合性缺失。
研究人員認(rèn)為，ecDNA促進(jìn)膠質(zhì)瘤的發(fā)展、遺傳不穩(wěn)定性以及單個(gè)腫瘤內(nèi)不同腫瘤細(xì)胞群的形成，使癌癥更難被消除。
ecDNA的動(dòng)態(tài)性質(zhì)可能是使癌細(xì)胞能夠適應(yīng)并重編程其基因組，進(jìn)而推動(dòng)腫瘤的進(jìn)展，以應(yīng)對其微環(huán)境的變化，包括治療引起的變化。
“我們現(xiàn)在已經(jīng)證明了癌細(xì)胞如何動(dòng)態(tài)地重編程其基因組，以控制和響應(yīng)腫瘤微環(huán)境。通過揭示這些機(jī)制，我們有望針對每位患者的獨(dú)特生物學(xué)特性進(jìn)行更精確、更有效的治療，” Craig博士說。
參考資料
[1] Resolving spatial subclonal genomic heterogeneity of loss of heterozygosity and extrachromosomal DNA in gliomas
摘要：研究發(fā)現(xiàn)，對染色體附近的遺傳物質(zhì)進(jìn)行特征分析，可以預(yù)測突變的致癌基因如何重塑DNA并改變腫瘤微環(huán)境。
膠質(zhì)瘤是出了名的復(fù)雜，其中膠質(zhì)細(xì)胞、腫瘤干細(xì)胞以及體細(xì)胞突變分布在不同區(qū)域內(nèi)。繪制基因組和轉(zhuǎn)錄組改變的空間結(jié)構(gòu)有助于人們了解這些高度異質(zhì)性腫瘤內(nèi)的分子過程。
南加州大學(xué)和希望之城醫(yī)療中心的研究人員近日首次發(fā)現(xiàn)，對染色體附近的遺傳物質(zhì)進(jìn)行特征分析，可以預(yù)測突變的致癌基因如何重塑DNA并改變腫瘤微環(huán)境。
圖1 解析膠質(zhì)瘤中雜合性缺失和染色體外DNA的空間性亞克隆基因組異質(zhì)性這項(xiàng)研究成果于6月13日發(fā)表在《Nature Communications》雜志上。這項(xiàng)前沿的腦癌研究為精準(zhǔn)醫(yī)療奠定了基礎(chǔ)，讓腫瘤科醫(yī)生能夠?yàn)榘┌Y患者提供更加個(gè)性化的治療。
染色體外的微小DNA分子一度被忽視，但過去十年的研究表明，這些被稱為染色體外DNA（ecDNA）的環(huán)狀結(jié)構(gòu)能夠促進(jìn)癌癥發(fā)展。
共同通訊作者、希望之城轉(zhuǎn)化科學(xué)系主任David Craig博士表示：“我們的研究為不同ecDNA之間的相互作用提供了新的見解。重要的是，當(dāng)ecDNA和致癌成分普遍存在時(shí)，腫瘤微環(huán)境會(huì)變得缺氧。這種缺氧狀態(tài)與癌癥進(jìn)展、治療耐藥和預(yù)后不良有關(guān)。”
將空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)與基因組數(shù)據(jù)相結(jié)合，研究人員可以鑒定腫瘤中有共同祖先但獲得額外突變的細(xì)胞群。探究它們在空間上是如何分布的，有助于了解腫瘤的演化過程。
研究人員對十幾例膠質(zhì)瘤樣本進(jìn)行了批量細(xì)胞RNA測序、腫瘤/正常DNA測序和空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析。通過對實(shí)驗(yàn)隊(duì)列和驗(yàn)證隊(duì)列的分析，他們能夠識(shí)別出腫瘤微環(huán)境的共同特征和獨(dú)特特征，并開發(fā)出一個(gè)綜合分析框架，供他人使用。
圖2 膠質(zhì)瘤發(fā)現(xiàn)隊(duì)列 A 體細(xì)胞突變概覽
他們在4例膠質(zhì)瘤中檢測到局灶性擴(kuò)增的ecDNA，其中2例EGFR擴(kuò)增的IV級膠質(zhì)母細(xì)胞瘤存在亞克隆腫瘤異質(zhì)性。在1例TP53突變的膠質(zhì)母細(xì)胞瘤中，他們檢測到EGFR擴(kuò)增的亞克隆，并伴有17號染色體雜合性缺失。
研究人員認(rèn)為，ecDNA促進(jìn)膠質(zhì)瘤的發(fā)展、遺傳不穩(wěn)定性以及單個(gè)腫瘤內(nèi)不同腫瘤細(xì)胞群的形成，使癌癥更難被消除。
ecDNA的動(dòng)態(tài)性質(zhì)可能是使癌細(xì)胞能夠適應(yīng)并重編程其基因組，進(jìn)而推動(dòng)腫瘤的進(jìn)展，以應(yīng)對其微環(huán)境的變化，包括治療引起的變化。
“我們現(xiàn)在已經(jīng)證明了癌細(xì)胞如何動(dòng)態(tài)地重編程其基因組，以控制和響應(yīng)腫瘤微環(huán)境。通過揭示這些機(jī)制，我們有望針對每位患者的獨(dú)特生物學(xué)特性進(jìn)行更精確、更有效的治療，” Craig博士說。
參考資料
[1] Resolving spatial subclonal genomic heterogeneity of loss of heterozygosity and extrachromosomal DNA in gliomas
