近日來(lái)自斯坦福大學(xué)的研究人員開發(fā)了一種新型的單細(xì)胞PCR微流體技術(shù)，并利用這一技術(shù)對(duì)數(shù)百個(gè)結(jié)腸癌細(xì)胞進(jìn)行了單細(xì)胞基因表達(dá)分析，由此獲得了人類結(jié)腸癌異質(zhì)性圖譜。相關(guān)研究成果發(fā)表在《自然生物技術(shù)》（Nature Biotechnology）雜志上。

腫瘤異質(zhì)性是惡性腫瘤重要特征之一。腫瘤異質(zhì)性可以表現(xiàn)在腫瘤分化水平及腫瘤功能水平上，出現(xiàn)異質(zhì)性的抗原表達(dá)或出現(xiàn)不同生物特性細(xì)胞亞群。這種腫瘤異質(zhì)性特性往往給腫瘤的研究和治療帶來(lái)極大的困難。

“在過去的數(shù)年里，我們一直致力于開發(fā)出一種單細(xì)胞基因組分析技術(shù)，”文章的資深作者、斯坦福大學(xué)工程學(xué)院及生物工程和應(yīng)用物理系教授Stephen Quake說：“在新研究中我們利用開發(fā)的新技術(shù)獲得了可喜的具有重要生物學(xué)意義的成果?！?SPAN lang=EN-US>

研究人員利用這項(xiàng)新技術(shù)逐個(gè)地對(duì)細(xì)胞中的基因表達(dá)情況進(jìn)行了分析，從中鑒別出了47種差異性表達(dá)的基因，并基于這些結(jié)果對(duì)結(jié)腸癌組織的細(xì)胞進(jìn)行了亞型分類。

“在一次實(shí)驗(yàn)中，我們獲得了特定組織細(xì)胞組成的‘快照’，鑒別出了不同的細(xì)胞亞型，并找到了識(shí)別這些細(xì)胞的新型標(biāo)記物，”文章的第一作者Tomer Kalisky說。

新研究的重要發(fā)現(xiàn)之一就是揭示了腫瘤異質(zhì)性產(chǎn)生的根源。長(zhǎng)久以來(lái)科學(xué)家們認(rèn)為腫瘤是在演進(jìn)的過程中失去了基因組穩(wěn)定，發(fā)生隨機(jī)變化而生成了不同生物特性細(xì)胞亞群。新研究發(fā)現(xiàn)結(jié)腸癌細(xì)胞形成遵循了正常結(jié)腸細(xì)胞的分化過程。打個(gè)比喻，就如同漫畫肖像，繪制的是同一張臉譜，只是某些特征被充分夸大了。癌細(xì)胞形成機(jī)制與正常細(xì)胞完全相同，只是小部分的細(xì)胞類型發(fā)生了不正常的擴(kuò)大或減少。

“我們觀察到結(jié)腸癌組織顯示了與正常結(jié)腸上皮相似的譜系多樣性，其中包括了不成熟祖細(xì)胞樣細(xì)胞和成熟的特化細(xì)胞，”Dalerba說。

此外，分析結(jié)果還顯示在腫瘤組織中基因表達(dá)上越是接近不成熟細(xì)胞的細(xì)胞越是呈現(xiàn)惡性特征。基于這些結(jié)果，研究人員開發(fā)出了一種兩基因分類系統(tǒng)，并證實(shí)相比于常規(guī)的病理學(xué)分級(jí)，這一簡(jiǎn)單的分析系統(tǒng)能夠更準(zhǔn)確地確定疾病的預(yù)后。

研究人員期望在未來(lái)能將這些技術(shù)廣泛地應(yīng)用到癌癥的診療和預(yù)后分析中。