空间方法BaSISS提供乳腺癌进化和微环境发现

一种新的空间技术，即碱基特异性原位测序(BaSISS)，已经绘制并跟踪了乳腺癌肿瘤的细胞和组织环境——提供了对驱动癌症进展的一些分子因素的见解。该研究揭示了哪些乳腺癌细胞群导致了疾病的传播，并首次强调了癌细胞位置在肿瘤生长中的重要性。

这项新研究发表在《自然》杂志的文章中，“空间基因组学绘制了癌症克隆的结构、性质和进化图。”

“我们的研究创造了一种工具，可以追踪哪些乳腺癌细胞继续在身体的其他部位引起肿瘤，并且可以帮助回答癌症中的一些重大问题，例如为什么有些癌细胞会扩散而有些不会”威康桑格研究所临床科学家研究员LucyYates博士说。“为了充分了解并因此治疗乳腺癌，我们需要能够全面了解癌症如何在体内、周围的细胞以及免疫系统中相互作用。这项新技术结合了多种技术和专业知识来做到这一点，汇集了不同的方法来全面了解癌症，这在以前是不可能的。”

该团队开发了一个工作流程来创建整个肿瘤切片的遗传亚克隆组成的详细定量图。该技术使用荧光分子探针来询问细胞DNA和RNA，并使用荧光显微镜扫描大块组织。他们发现，在乳腺癌发展的多个阶段，存在特定且通常出乎意料的克隆生长模式，并且基因克隆的行为因它们在乳房中的起始位置而异。

EMBL欧洲生物信息学研究所(EMBL-EBI)Gerstung实验室的博士生ArtemLomakin指出：“我们已经创建了一个结合了计算和实验技术的系统，使我们能够绘制出人体组织自然栖息地中的进化癌症谱系。”和德国癌症研究中心(DeutschesKrebsforschungszentrum,DKFZ)。“虽然以前可以在实验装置中追踪癌症肿瘤细胞的谱系，但这是第一次在人体组织中追踪多个谱系，从而全面了解体内乳腺癌的发展。我们的系统产生的洞察力以前是不可能获得的，尤其是在这种规模下。”

更具体地说，作者写道，“将碱基特异性原位测序工作流程应用于来自两个多灶性原发性乳腺癌的八个组织切片，揭示了复杂的亚克隆生长模式，这些模式已通过显微解剖得到验证。”

“癌症是由细胞中的基因突变引起的，这项研究是我们第一次能够使用DNA碱基特异性探针来靶向一组癌细胞克隆中的数十种突变。这种创新技术使我们能够准确地重建这些克隆的传播，”斯德哥尔摩大学生命科学实验室教授MatsNilsson博士指出。“我们研究的一个重要见解是，癌细胞存活和扩散的原因可能不仅仅是基因变化;它也可能是他们所在的地方。这增加了一层额外的复杂性以及针对该疾病的新的潜在方法。它还可以解释为什么有些治疗只对某些人有效，即使他们与其他人有相似的突变，

他们指出，在一例原位导管癌中，“多克隆肿瘤性扩张发生在宏观尺度上，但在微观解剖结构中是分离的。”在原位导管癌的各个阶段，“浸润性癌症和淋巴结转移、亚克隆区域显示出不同的转录和组织学特征以及细胞微环境。”

“对癌症肿瘤进行测序可以让我们更好地了解肿瘤的遗传多样性。但这项技术令人兴奋的是，我们第一次可以看到环境如何影响癌症的进化，”DKFZ部门负责人MoritzGerstung博士指出。“我们能够看到哪些癌症克隆进展得更具侵袭性，哪些没有，这将使我们能够更好地了解肿瘤生长的关键步骤是什么，以及我们如何减轻或预防疾病”

将来，有可能开发出通过影响肿瘤周围环境来预防或减轻癌症生长和扩散能力的疗法。除此之外，研究人员还可以使用新开发的工具来测试新疗法如何影响癌症及其与免疫系统的相互作用，从而全面了解疗法的工作原理和任何可能的副作用。

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