化疗的作用是攻击体内快速分裂的细胞。但一小部分癌细胞可以抵御它的攻击,从而使癌症最终复发。
密歇根大学罗格尔癌症中心的癌症研究员 Jun Hee Lee 博士表示,更好地理解为什么有些癌细胞能够存活而另一些癌细胞却会死亡,对于提高化疗效果至关重要。
密歇根大学的一个研究小组利用一种称为单细胞 RNA 测序的技术,首次展示了单个癌细胞群中的各个细胞对化疗引起的 DNA 损伤的不同反应。根据发表在《细胞报告》上的研究结果,他们发现这些反应分为三组:激活控制细胞死亡、细胞分裂或应激反应的基因。
“总的来说,我们观察到具有不同命运的细胞实际上具有完全不同的激活基因组,并且这些不同的‘转录组景观’决定了化疗造成 DNA 损伤后细胞的命运,”该研究的共同高级作者、密歇根医学院分子和综合生理学副教授。
DNA 包含细胞的完整指令手册,而转录成 RNA 的序列则讲述了哪些基因在给定时间被打开或关闭,即哪些指令集正在被执行。转录组是给定细胞内这些 RNA 序列的完整集合。
应用单细胞技术
李指出,科学家们经常将单细胞分析与水果冰沙进行比较。许多类型的研究测量一组细胞的特征或反应,这些细胞是对更大整体做出贡献的个体参与者的混合物,就像冰沙中的水果一样。这可以提供有用的信息,但也可能掩盖个体贡献者之间的差异——细胞水平相当于冰沙中的草莓、蓝莓和香蕉。单细胞技术可以消除这些个体差异。
该研究分析了来自三种结肠癌细胞系的 10,000 多个细胞。这些细胞暴露于化疗药物氟尿嘧啶,这种药物通常用于治疗结肠癌和其他类型的癌症。一些观察结果通过其他技术和不同的化疗药物得到了重复。