新分子显微镜发现乳腺癌扩散

新技术可以追踪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的位置与肿瘤生长中的突变一样重要。

该方法由来自 Wellcome Sanger 研究所、EMBL 欧洲生物信息学研究所 (EMBL-EBI)、德国癌症研究中心 (Deutsches Krebsforschungszentrum, DKFZ)、瑞典生命科学实验室和合作者的团队创建。它可以用来帮助回答癌症中的一些重大问题，例如为什么一些癌细胞会扩散、如何形成治疗耐药性以及为什么一些疗法会失败。

这项发表在《自然》杂志上的新研究展示了现在如何绘制肿瘤如何发展的地图，结合癌细胞的遗传信息、周围的细胞类型以及它们如何随着时间的推移与环境相互作用。

未来，这种方法可用于观察治疗如何影响癌症，不仅在基因水平上，还包括对肿瘤与免疫系统及其周围环境相互作用的影响。

乳腺癌是英国最常见的癌症之一，每年约有 55,500 名女性和约 370 名男性被诊断出。

乳腺癌通常始于细胞开始不受控制地生长，这通常是由于细胞的突变。随着时间的推移，肿瘤变成了细胞拼凑而成，称为癌症克隆，每个都有不同的突变。由于它们在基因上不同，它们对治疗可能有不同的反应。例如，这些癌细胞中的一些可能会对治疗产生抗药性，或者一些可能会扩散到全身。

发生的突变将受到癌症周围发生的事情、它周围的细胞以及个体免疫系统的影响。因此，能够研究癌细胞所处的环境、发生哪些突变以及哪些癌细胞在全身扩散，可以全面了解肿瘤的进化过程。

这项新技术由 Wellcome Sanger 研究所、EMBL-EBI、DKFZ、生命科学实验室的研究人员和合作者创建，使用数十万个微小的荧光分子探针来询问细胞 DNA 和 RNA，并使用扫描大块组织荧光显微镜。它可以在遗传和物理上绘制出癌症独特的克隆集，它们的基因表达程序如何变化，并显示它们如何与环境相互作用。

来自 EMBL 欧洲生物信息学研究所 (EMBL-EBI) 和德国癌症研究中心 (Deutsches Krebsforschungszentrum, DKFZ) 的第一作者 Artem Lomakin 说：“我们创建了一个结合计算和实验技术的系统，使我们能够绘制进化癌症谱系图。在它们人类组织的自然栖息地。”

“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，全面了解体内乳腺癌的发展。我们产生的见解以前不可能获得系统，尤其是在这种规模下。”

研究小组发现，在乳腺癌发展的多个阶段中，存在特定的且通常是出乎意料的克隆生长模式，并且基因克隆的行为因开始于乳房的位置而异。

结果还表明，有时不仅遗传因素会影响癌症的生长方式，还会影响肿瘤的位置。在这种情况下，遗传学可以作为一种工具来了解更多关于在导致癌症克隆扩散到全身的情况下发生的事情。

斯德哥尔摩大学生命科学实验室的共同资深作者 Mats Nilsson 教授说：“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 碱基特异性探针靶向数十个一组癌细胞克隆中的这些突变。”

“这项创新技术使我们能够准确地重建这些克隆的扩散。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遗传变化;它也可能是它们所在的位置. 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某些治疗仅对某些人有效，即使他们与其他人有相似的突变，因为肿瘤在不同的地方被发现乳房区域。”

未来，有可能通过影响肿瘤周围的环境来开发可以预防或减少癌症生长和扩散能力的疗法。除此之外，研究人员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。

德国癌症研究中心 (Deutsches Krebsforschungszentrum, DKFZ) 的共同资深作者 Moritz Gerstung 教授说：“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。”

“我们能够看到哪些癌症克隆变得更具侵略性，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，以及我们如何减轻或预防疾病。”

来自 Wellcome Sanger 研究所的共同资深作者 Lucy Yates 博士说：“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导致身体其他部位的肿瘤，并可以帮助回答一些癌症中的大问题，例如为什么有些癌细胞会扩散而有些则不会。”

“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、与周围的细胞以及与免疫系统相互作用。这项新技术结合了多种技术和专业知识，这样做，汇集不同的方法，以全面了解癌症，这在以前是不可能的。”

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