按圖索驥？Nature封面研究：科學家們摸清了人類癌細胞的轉移路線
我們都知道，絕大多數癌症患者的死亡都是由於體內的癌細胞轉移，即腫瘤從一個器官擴散到了其他組織中繼續增殖生長，並形成同樣性質的腫瘤。由於人體的複雜性，提前預測一個癌細胞是否會轉移幾乎是不可能的事情，而且一旦發生轉移，多個位置的惡性腫瘤會對癌症治療產生抵抗力，使治療難上加難。
近日，發表在《Nature》封面上的一項研究中，來自美國麻省理工學院布羅德研究所和哈佛大學的研究團隊為這一難題帶來了光明。他們發現，一種癌症是否會擴散、擴散的程度以及擴散到哪個器官取決於許多遺傳和臨床因素。
布羅德研究所擁有全球最大的癌細胞係數據集，並已對每一個癌細胞系進行了系統的基因組和功能基因組研究。但這長達15年的研究一直都是基於體外塑料培養皿中培養的癌細胞。因此，這些結果與體內的複雜環境會存在明顯的差異。
在這項新研究中，研究團隊已通過動物模型證明，人類癌細胞轉移是可以預測的。
研究團隊將500個人類癌細胞系與轉移相關的特徵集合在一起，創建了第一代癌細胞轉移圖譜（MetMap），這是有史以來首張描述不同癌症如何擴散的圖譜。
MetMap https://depmap.org/
這項有價值的資源可以幫助科學家發現更多新的細節，如：驅動癌症轉移的因素是什麼？為什麼有些癌症比其他癌症擴散得更為猛烈？以及如何用新型抗癌藥物減緩或阻止這一致命的過程。
研究通訊作者、布羅德研究所的首席科學家Todd Golub說：「對於很多癌症患者來說，儘管採取了治療手段，但不幸的是，他們的腫瘤仍在在不斷生長。這會讓人認為有些腫瘤可以在任何地方存活，但事實並非如此。」
Todd Golub
MetMap源於癌症項目科學家金鑫博士的大量研究工作。金鑫及其合著者給代表21種不同癌症的500種癌細胞系中的每一種都貼上了獨特的DNA條形碼分子，使他們可以識別並追蹤癌細胞。隨後，研究人員將不同組合的細胞系注入免疫缺陷小鼠的循環系統中，以監測細胞的擴散。五周之後，再從腦、肺、肝、腎和骨中採集樣本，並完成高通量測序，以確定哪一種細胞系擴散到具體器官。
研究團隊發現，超過200個細胞系在小鼠體內存活並發生轉移。隨後，他們確定了與腫瘤擴散相關的關鍵特徵，包括腫瘤類型、起源位置以及患者年齡。研究人員利用這些信息生成MetMap，以顯示每一個癌細胞系轉移潛力的交互圖。
金鑫說：「一開始沒人相信這種方法會奏效，包括我自己。但結果表明，它的作用相當強大，並帶來了意想不到的信息，即是什麼讓不同癌症可以適應不同的器官環境。」
為了證明他們的數據價值，研究人員進一步研究了一種乳腺癌。MetMap顯示這種癌症有向大腦擴散的傾向。他們將這些細胞系的基因組與非轉移性乳腺癌細胞系的基因組進行了比較，從而確定了一些促進癌細胞擴散到大腦的差異。他們特別指出，乳腺癌細胞脂質代謝的關鍵變化使其能在大腦的微環境中生存，這表明未來的治療或許可以通過阻斷脂質代謝以潛在地延緩癌症轉移。
Golub說：「我們希望通過創建高質量、大規模的基礎數據集，並免費與全世界共享的方式為癌症轉移研究領域做出貢獻。」
參考資料：
https://depmap.org/metmap/vis-app/index.html
