Nature：识别出细胞生长的精确时间或能帮助理解癌症的起源

癌症是异常细胞生长的疾病，尽管很多癌症都是可以治疗甚至可以治愈的，但其起源研究人员并不清楚；理解细胞事件的精确时间（即细胞从正常状态转变为癌变状态）是发现新型疗法或诊断机会的关键。

近日，一篇发表在国际杂志Nature上题为“Temporal recording of mammalian development and precancer”的研究报告中，来自范德堡大学等机构的科学家们通过研究为深入理解并预测癌前病变和癌症之间的自然过渡状态奠定了一定的基础，他们发现，结直肠癌很可能是由肠道上皮组织中的多个正常细胞所引起，而不仅仅是由单个细胞所引起的。这项研究为将这种方法扩展到记录细胞活性的其它方面奠定了一定的基础，比如信号事件发生的时间等。

研究者Ken Lau说道，我们希望增加一个时间轴能帮助更好地理解组织发育和疾病达到起源。尽管只有极低比例的癌前病变会进展到癌症，但目前唯一能预测结直肠癌的指标就是结肠息肉的尺寸，即会发生癌变的结肠细胞小团块，如今研究人员已经开发出了一种精确的分子时钟来在单细胞分辨率下记录细胞事件的时间。

胚胎的谱系多样化和肠道的发育

这项研究中，研究人员成功破译了结直肠癌的起源，在此前研究中，他们利用癌症中自然发生的遗传改变来追踪细胞何时回发生改变，但他们发现，尽管“它们提供了时间顺序或克隆性的推断”，但却并不够精准。为了填补当前指示的空白，研究者Islam等人利用了CRISPR平台来创建一种“基因条形码”（genetic barcoding）方法，从而记录体内细胞事件和克隆性的时间，随后他们在小鼠模型和患者机体细胞衍生的模型中测试了这种方法。

利用范德堡大学医学中心的强大患者资源以及人类肿瘤图谱网络，研究人员收集了迄今为止关于人类散发性息肉最大的多组学图谱数据集，并揭示了结直肠癌或许起源于多个健康细胞中发生的独立突变事件。研究人员认为，癌症能从早期癌前阶段携带遗传不同的细胞（多克隆组成）转变为晚期阶段的遗传相同细胞（单克隆组成），而理解这一过程或能帮助更好地预测从癌前病变到癌症的进展过程。

研究者Coffey说道，Mirazul推动了从概念到执行的整个项目的进展，但如果没有我们的合作者，尤其是Mark Magnuson和Qi Liu，我们或许不可能做到这一点。目前我们正在应用这种方法，通过识别具有干细胞潜能的新细胞群体来更好地理解再生过程中的克隆动力学。综上，本文研究中，研究人员提出了一种多模式框架，其或能为进行体内记录奠定一定的基础，将合成性或自然不可去除的遗传变化与单细胞分析结合起来，从而就能帮助探索哺乳动物系统发育和肿瘤发生的起源和时间。（生物谷Bioon.com）

参考文献：

Islam, M., Yang, Y., Simmons, A.J. et al. Temporal recording of mammalian development and precancer. Nature 634, 1187–1195 (2024). doi：10.1038/s41586-024-07954-4