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《Cell》最新:描繪人類腫瘤的分子圖譜,揭開人類癌症的神秘面紗

引言

近日,人類泛癌症圖譜(Pan-Cancer Atlas)計劃公布了許多成果,對人類的癌症基因組、轉錄組等等進行了深入的數據挖掘,紛繁複雜的大數據分析試圖揭開人類癌症的神秘面紗,在某些方面這些研究或許會改變以往人們對於腫瘤的粗略認識。

腫瘤領域的權威學者,目前任職於麻省理工著名的WhiteHead研究所的Robert A. Weinberg(羅伯特.溫伯特)教授曾經寫過一本著名的書,書名叫做「One Renegade Cell: The Quest For The Origin Of Cancer」,叩問腫瘤的來源。

而翻譯者則更是深得此書的精髓,把書名翻譯成「細胞叛逆者:癌症的起源」,確實,把腫瘤細胞稱作是「細胞叛逆者」真是無比的恰當!這表明了腫瘤細胞不同於正常細胞,但是又來源於正常細胞!

這就像叛國投敵的間諜,雖然你已經洋裝穿在身,換了一身洋皮,但是基因還是中國基因,皮膚還是黃皮膚,面孔還是中國人的面孔,在茫茫的異國人海中,還是能夠一眼就被識別出來。因此,你來源於中國人群,與其他正常的中國人具有類似特性,然而,你又與正常的中國人群不同,因為你具有叛國投敵的特性。然而,關鍵的問題是,此時此刻你到底是與中國人群相同的地方多一些,還是與洋人相同多一些?這就是需要仔細甄別的地方了,因為這涉及到如同腫瘤類似的治療方法的決斷。你若是與中國人群相似的地方多一些,那麼情報機構還可以再爭取一下,把你反策反,就像無間道,碟中諜,繼續為國做貢獻;若是甄別出你像洋人更多一些,那麼,為了免於國家機密被泄露,造成我國人民的重大傷亡,那就只好讓你在地球上挫骨揚灰、灰飛煙滅了。

因此,腫瘤細胞也類似,它們來源於原來的正常組織,比如結直腸癌、胃癌等胃腸道腫瘤,它們發源於胃腸道,那麼,它們成為腫瘤之後,到底與胃腸道的正常組織還有多少不同呢?或者多少相同呢?還有沒有胃腸道正常組織的一些特徵呢?

尋找和比較不同類型腫瘤之間以及與其來源的正常組織的異同,這正是泛癌症圖譜計劃的三大主要命題之一:Cell of Origin Patterns。

如今,隨著生物醫學技術的巨大進步,以及測序技術的飛速發展,人們對於不同腫瘤類型之間的不同有了很大的認識,而且,對於腫瘤的分類也有了新的方法可以依靠。

其中,在《Cell》上面發表的一篇文章,利用TCGA資料庫,分析了33種腫瘤,超過10000例腫瘤患者的數據,對腫瘤進行了各個水平的分子分類。

▲研究者們發表的文章

目前,也有各個分子平台可以應用於腫瘤的分子分型,而這裡,研究者們主要應用染色體非整倍性(aneuploidy,AN)、DNA甲基化水平的CpG超甲基化(CpG hypermethylation,METH)、mRNA轉錄水平 (MRNA)、miRNA水平 (MIR)以及蛋白水平protein (P)來對33種腫瘤進行分子分類。

此前雖然也有類似的對腫瘤進行類似的分類,然而,這次數據非常全面,一方面囊括的病例樣本量大,另一方面囊括的腫瘤類型數據多,再有就是相同的樣本在蛋白水平、轉錄水平、DNA水平、甲基化水平的數據數據均齊全,確實難得一見,為腫瘤的分子分型提供了新的全面的認識。

下面簡單的看看各種圖譜。

▲染色體非整倍性(aneuploidy,AN)圖譜,33種不同類型的腫瘤可以分成10個大類

▲DNA超甲基化圖譜,33種不同類型的腫瘤可以細分成25個類型

▲mRNA圖譜,33種不同類型的腫瘤可以細分成25個類型

▲miRNA圖譜,33種不同類型的腫瘤可以細分成15個類型

▲蛋白質圖譜,33種不同類型的腫瘤可以細分成10個類型

再回到此前那個「間諜」問題。

究竟來源於原來的正常組織,比如結直腸癌、胃癌等胃腸道腫瘤,它們發源於胃腸道,那麼,它們成為腫瘤之後,到底與胃腸道的正常組織還有多少不同呢?或者多少相同呢?

研究者們進行分析之後發現,腫瘤與其來源的組織在分子水平具有很多相似的特性,即腫瘤組織還保留著來源組織的一些特性,比如胃癌、結腸癌保留著一些胃腸道的分子特徵,腎癌則仍然與腎臟組織的一些特徵相關。

▲TCGA各種腫瘤類型, iCluster以及組織器官的關係圖

參考文獻:

1.Cell-of-Origin Patterns Dominate theMolecular Classification of 10,000 Tumors from 33 Types of Cancer.2018.


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