突变细胞需要彼此靠近才能引发癌症

在今天发表在《柳叶刀》杂志上的一项新研究中，科学家们揭示了一个影响恶性细胞是否会生长成肿瘤的关键因素eLife．

这项研究结合了小鼠乳房微型器官的使用和连续成像单细胞的决议揭示肿瘤是如何形成的。研究结果为了解单个乳腺癌细胞的行为提供了见解，这可能会导致如何处理这种疾病的新策略。

大多数癌症生物学研究使用组织样本或细胞，其中每个细胞都有缺陷突变，有可能形成肿瘤。这意味着，当单个突变细胞克服正常环境并发展成癌症时，不可能重现疾病的最初阶段。

“为了研究肿瘤起始，需要在只有少数几个的地方建立模型恶性肿瘤细胞主要作者Ashna Alladin解释说，他是德国海德堡欧洲分子生物学实验室(EMBL)资深作者Martin Jechlinger实验室的博士后研究员。“我们创建了一个乳腺癌发展的模型单个细胞在健康的乳腺组织中激活促癌基因，然后追踪这些癌细胞的命运。”

为了建立他们的模型，研究小组从小鼠乳房组织中培养出类器官(微型器官)，以重建乳房结构。他们专注于小腺体内乳房“腺泡”。然后他们将一种促进癌症的基因引入其中一些单个细胞在这些腺泡内。然后在一些细胞中加入第二种基因，这种基因可以在一种叫做阿霉素的药物存在时激活促癌基因。这意味着研究小组可以控制哪些细胞开启了促癌基因并被“转化”为恶性细胞，并记录细胞转化的时间。

这些细胞还被贴上了标签，这样就可以使用一种叫做光片显微镜的方法，每10分钟对它们进行一次追踪，持续4天。通过这种方式，研究小组可以准确地看到哪些细胞会引发肿瘤，哪些细胞不会。

为了确定是什么影响单个恶性细胞发展成肿瘤，研究人员设计了一种计算机算法，从细胞图像中获取所有信息，并寻找与继续发展成肿瘤的细胞相关的共同特征。在所有测试的特征中，只有一个与肿瘤的发展有显著关联:肿瘤中含有促癌基因的细胞数量。集群中每增加一个含有促癌基因的细胞，该集群形成肿瘤的几率就增加9倍。

与建模方法一致，当研究小组观察腺泡的图像时，他们发现在4天成像期结束时继续形成肿瘤的细胞在成像期开始时聚集在一起。相比之下，没有形成肿瘤的细胞分布更稀疏。

“我们的研究结果表明，肿瘤细胞之间存在某种相互作用或信号传递近距离引导肿瘤在正常组织中的启动，”EMBL小组负责人、资深作者Martin Jechlinger总结道。我们的能力想象着这些恶性单身的命运细胞在健康组织中，这意味着现在有可能在现实模型中通过药物抑制来跟踪肿瘤的起始、生长和治疗，从而有助于弥合模型系统和临床之间的差距。”

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