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分析显示罕见的癌细胞群如何导致疾病复发

大多数与癌症相关的死亡，并非来自患者体内出现的第一个肿瘤，而是来自治疗后数月或数年再次出现的癌症。科学家认为，一组被称为持久细胞的罕见癌细胞可能会导致这种复发。

持久细胞仅占癌细胞的一小部分；顾名思义，尽管药物治疗，它们仍然存在，可以在体内存活足够长的时间，以获得新的突变，使它们能够逃避药物治疗，并更终推动肿瘤复发。

现在，哈佛医学院和麻省理工学院和哈佛大学博德研究所的一组研究人员表明，一小部分持久性细胞，称为循环持久性细胞，不仅在暴露于抗癌药物时存活，而且保持生长和繁殖的能力，甚至在不断的药物治疗下。在他们的研究中，该团队开发了一个新系统来跟踪这些细胞并用单细胞基因组学分析它们。该分析确定了可能使细胞抵抗治疗的关键特征、以及细胞用于生长的生化途径。

该研究结果发表在《自然》杂志上，可以帮助解释为什么这么多在实验室中显示出希望的癌症治疗在临床试验中失败。该团队建议针对这些持久细胞的新疗法可以延迟或防止疾病复发。“这项工作让我们对药物治疗后细胞状态变化的动态有了前所未有的了解，”HMS细胞生物学教授LouiseFootePfeiffer和论文的共同资深作者JoanBrugge说。研究开始时的布罗德。“这类信息对于制定预防治疗耐药性的策略至关重要，这严重限制了当今大多数靶向治疗的有效性，”布鲁格说。

狩猎的持留

尽管科学家知道循环存留细胞存在，中相对少见，持久，大约5千存留细胞保留的能力，“循环”或除法，使他们难以分离和鉴定。为使存留细胞的仔细研究，研究小组开发了一个名为西瓜跟踪活细胞在显微镜下或单细胞基因组并将它们归档标识制度。

在该系统中，红色标签标记单个细胞并随着细胞分裂和增殖而变暗，这使科学家能够将循环细胞与非循环细胞分开。用绿色标记，标记特定的细胞谱系结合这一点，研究人员能够跟踪细胞和细胞亚型它们来自两个增殖。其后，一个遗传“条形码”-a独特的DNA序列，标签和识别群体中的每个起始细胞可被测序。研究人员根据增殖能力对细胞进行分类后，他们使用单细胞RNA测序和代谢分析，来研究每个细胞在治疗下增殖能力的机制。

研究循环细胞

为了了解持久性细胞在药物治疗下的行为，奥伦和团队用FDA批准的常用药物治疗它们，这些药物针对特定的癌症驱动基因。研究人员发现，循环和非循环的持久细胞遵循不同的轨迹，每个轨迹都有独特的RNA谱，揭示了基因是如何表达的。

与非循环持久细胞相比，循环持久细胞显示抗氧化基因程序的表达增加，并产生了不同的代谢物集合。令他们惊讶的是，研究人员还发现，循环持久性细胞依赖于基于脂肪酸的代谢，而不是葡萄糖，通常癌细胞以糖为生。这些观察结果在多种癌细胞系、癌症小鼠模型和人肺肿瘤样本中是一致的。