隨著時間的推移，癌細胞可以進化為對治療產(chǎn)生抗藥性、更具侵襲性和轉(zhuǎn)移性——能夠擴散到身體的其他部位并形成新的腫瘤。癌癥進化的這些特征越多，它就越致命。研究人員想了解癌癥如何演變這些特征以預(yù)防和治療致命的癌癥，但當(dāng)癌癥在患者身上被發(fā)現(xiàn)時，它通常已經(jīng)存在數(shù)年甚至數(shù)十年。關(guān)鍵的進化時刻來了又去，卻沒有被觀察到。
懷特黑德研究所成員 Jonathan Weissman 和合作者開發(fā)了一種方法來跟蹤幾代癌細胞，使研究人員能夠追蹤它們的進化歷史。這種譜系追蹤方法使用 CRISPR 技術(shù)為每個細胞嵌入可遺傳和可進化的 DNA 條形碼。每次細胞分裂, 它的條碼會被稍微修改。當(dāng)研究人員最終收獲原始細胞的后代時，他們可以比較細胞的條形碼來重建每個細胞的家譜，就像相關(guān)物種的進化樹一樣。然后研究人員可以使用細胞的關(guān)系來重建細胞如何以及何時進化出重要特征。研究人員使用了類似的方法來跟蹤導(dǎo)致 的病毒的演變，以追蹤關(guān)注變體的起源。
Weissman 和合作者之前曾使用他們的譜系追蹤方法來研究轉(zhuǎn)移性癌癥如何在全身擴散。在他們的最新工作中，Weissman、Tyler Jacks、麻省理工學(xué)院 (MIT) 的 Daniel K. Ludwig Scholar 和 David H. Koch 生物學(xué)教授，以及加州大學(xué)伯克利分校的計算機科學(xué)家 Nir ??Yosef 和魏茨曼科學(xué)研究所記錄了他們迄今為止最全面的癌細胞歷史。該研究于 5 月 5 日發(fā)表在《細胞》雜志上，追蹤肺癌細胞從致癌突變的第一次激活開始。這份詳細的腫瘤病史揭示了對肺癌如何進展和轉(zhuǎn)移的新見解，展示了譜系追蹤可以提供的豐富理解。
“這是一種以更高的分辨率觀察癌癥進化的新方法，”同時也是麻省理工學(xué)院生物學(xué)教授和霍華德休斯醫(yī)學(xué)研究所研究員的韋斯曼說。“以前，導(dǎo)致腫瘤危及生命的關(guān)鍵事件一直是不透明的，因為它們在腫瘤遙遠的過去中消失了，但這為我們提供了了解這段歷史的窗口。”
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