研究开发新型诱导谱系示踪技术，为转移癌“未雨绸缪”

文/陈根

研究癌症转移也是研究癌症进展过程中特别关键的一步。究其原因，当肿瘤已经发展成真正的癌症，也就是所谓浸润癌，表示癌细胞已经从发生的部位向更深的地方侵袭浸润。而对于浸润癌来说，癌细胞的转移优势则是造成癌症的死亡的主要原因。

据统计，90%的癌症死亡就是转移导致的。转移性癌症治疗难度极大，患者的癌细胞的附着能力下降甚至完全丧失，其迁移能力增强，导致癌细胞从原生部位随血液或淋巴系统转移到其他身体部位，最终形成新的肿瘤。

与此同时，癌症的发生发展是一个连续性过程，从早期获得癌基因突变到远处组织的转移性定植以及耐药性的产生，这个过程的每一步都会留下清晰的系统发育特征。然而，由于转移性事件本质上是罕见的、瞬态的和随机的，因此实时监测是十分具有挑战性的。

基于此，一系列的可追踪癌症转移的技术应运而生。近日，来自美国宾夕法尼亚大学的研究团队在 Cancer Cell 其研究论文。具体来说，其研究开发了一种基于 CRISPR-Cas9 的新型诱导谱系示踪技术—macsGESTALT。该技术可高效捕获单细胞转录和系统发育信息。

具体来说，研究人员使用 CRISPR/Cas9 来诱变合成引入的 DNA 序列，作为细胞条形码。然后将这些工程化的癌细胞注射到小鼠体内并使其转移。当癌症在宿主小鼠中发展和扩散时，细胞条形码被 CRISPR/Cas9 随机“编辑”。因此，这种条码编辑模式可用于重建癌细胞的系统发育树。

通过将此技术应用于胰腺癌小鼠模型，研究人员能够根据细胞的转移程度对细胞进行排序，然后将这些行为差异与基因表达变化联系起来。

研究团队观察了两只小鼠多个器官的大约 28000 个癌细胞，他们能够看到随着癌症从胰腺扩散到其他器官和组织，每个细胞都开启了哪些基因。他们还追踪了细胞在体内分布的位置，以查看特定谱系是否比其他谱系更容易发生转移。

意料之外的是，研究发现，大约一半的克隆或不同的癌细胞群仅限于原发肿瘤。当他们查看已经扩散的克隆时，他们发现每只小鼠中只有一个优势克隆。转移灶中的这一优势克隆以及从原发肿瘤扩散的其他克隆的转录组谱彼此不同，并且与局限于原发肿瘤的克隆不同。

这意味着，不仅基因突变可以推动癌症的扩散，基因表达模式在癌症预后中也起着关键作用。毋庸置疑，寻找阻止癌症转移的方法是肿瘤学研究的热门课题，基于CRISPR的新型谱系追踪技术更可以为癌症转移扩散研究和治疗提供许多有用的信息，这对于治疗转移癌来说，则是“未雨绸缪”的重要一步。