科學(xué)家發(fā)現(xiàn)腫瘤的生長(zhǎng)方式會(huì)影響他們的基因

2021年12月30日整理發(fā)布：倫敦大學(xué)學(xué)院弗朗西斯克里克研究所、皇家馬斯登 NHS 基金會(huì)信托基金和倫敦癌癥研究所的研究人員開發(fā)了一種計(jì)算機(jī)模型來(lái)分析腫瘤生長(zhǎng)的方式如何影響其基因組成。

使用這種新模型，他們確定了腫瘤生長(zhǎng)和形狀之間的聯(lián)系，以及患者癌癥進(jìn)展的速度。

癌癥細(xì)胞發(fā)生變異，一些捷足先登，通過(guò)突變，這使他們更容易生存，分裂和打造一批“鉗工”細(xì)胞。例如，如果他們已經(jīng)進(jìn)化到能夠在營(yíng)養(yǎng)或氧氣供應(yīng)不足的條件下生存，那么這個(gè)群體可能會(huì)在競(jìng)爭(zhēng)中勝過(guò)其他群體而成為主導(dǎo)。

腫瘤進(jìn)化的這個(gè)過(guò)程非常復(fù)雜，并受到許多因素的影響，包括腫瘤的生長(zhǎng)方式。但還沒(méi)有完全理解。

在他們發(fā)表在Nature Ecology and Evolution 上的研究中，科學(xué)家們使用他們的計(jì)算機(jī)模型研究了腎癌中兩種類型的腫瘤生長(zhǎng)：一種在整個(gè)腫瘤中生長(zhǎng)一致，“體積生長(zhǎng)模型”和一種生長(zhǎng)僅限于表面，“表面生長(zhǎng)模型”。

量增長(zhǎng)模型中出現(xiàn)了兩種情況。在某些情況下，早期腫瘤中出現(xiàn)了一組“合適”的基因相關(guān)癌細(xì)胞。在其他情況下，腫瘤沒(méi)有形成新的“適合”組，而是原始的親本癌細(xì)胞組仍然占主導(dǎo)地位。

在表面生長(zhǎng)模型中，存在廣泛的遺傳多樣性，表面上形成了不同的“適合”細(xì)胞群。該團(tuán)隊(duì)建議，這創(chuàng)造了一個(gè)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境，推動(dòng)不同的細(xì)胞群更快地進(jìn)化。

克里克生物分子建模實(shí)驗(yàn)室的第一作者兼博士后培訓(xùn)研究員 Xiao Fu 說(shuō)，他們“采用了兩種不同的生長(zhǎng)模型，并確定了腫瘤隨時(shí)間和空間演變的明顯差異。這很難用真正的組織做到因?yàn)樗枰獜哪[瘤的不同部位反復(fù)進(jìn)行多次活檢。這些發(fā)現(xiàn)只是我們希望用這個(gè)模型發(fā)現(xiàn)的開始。”

研究人員使用通過(guò) TRACERx Renal 研究分析的 66 個(gè)腫瘤的數(shù)據(jù)驗(yàn)證了他們的模型。通過(guò)交叉參考模型和這些腫瘤數(shù)據(jù)，他們發(fā)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)世界中不同的腫瘤進(jìn)展速率對(duì)應(yīng)于不同的生長(zhǎng)模型。例如，快速進(jìn)展的腫瘤符合體積生長(zhǎng)模型，其中從早期就存在一組“適合”的細(xì)胞。而沒(méi)有進(jìn)展的案例符合體積增長(zhǎng)模型，其中親本細(xì)胞組仍然占主導(dǎo)地位。

該模型還提供了有關(guān)不同類型的生長(zhǎng)如何影響腫瘤形狀的見解。體積生長(zhǎng)的腫瘤以更一致的形狀向外生長(zhǎng)，而表面生長(zhǎng)的腫瘤在表面上顯示出凸起，“更健康”的群體正在生長(zhǎng)。

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