隨著時間的推移，癌細胞可以進化為對治療產生抗藥性、更具侵襲性和轉移性——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防和治療致命的癌癥，但當癌癥在患者身上被發(fā)現時，它通常已經存在數年甚至數十年。關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，就像相關物種的進化樹一樣。然后研究人員可以使用細胞的關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致 的病毒的演變，以追蹤關注變體的起源。
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、麻省理工學院 (MIT) 的 Daniel K. Ludwig Scholar 和 David H. Koch 生物學教授，以及加州大學伯克利分校的計算機科學家 Nir ??Yosef 和魏茨曼科學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院生物學教授和霍華德休斯醫(yī)學研究所研究員的韋斯曼說。“以前，導致腫瘤危及生命的關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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