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      指數(shù)測量癌細(xì)胞和多能干細(xì)胞之間的相似性
      
			
      
				2019-04-23 10:08:29
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      癌癥進(jìn)展涉及腫瘤細(xì)胞獲得與干細(xì)胞類似的特征的理論已在科學(xué)界獲得了優(yōu)勢(shì)。根據(jù)該理論，隨著疾病的進(jìn)展，腫瘤細(xì)胞與它們的起源組織不同，獲得與高度侵襲性和治療抗性相關(guān)的未分化表型。
      

      指數(shù)測量癌細(xì)胞和多能干細(xì)胞之間的相似性
      

      在5月5日星期四發(fā)表在“細(xì)胞”雜志上的一項(xiàng)研究中，巴西圣保羅大學(xué)RibeirãoPreto醫(yī)學(xué)院(FMRP-USP)和其他幾個(gè)國家的合作者的研究人員描述了一種客觀測量其程度的方法。腫瘤樣本和多能干細(xì)胞之間的相似性，可以分化成體內(nèi)幾乎任何類型的組織。
      

      該研究的重點(diǎn)是“干性”，定義為自我更新和從起源細(xì)胞分化的潛力，以及由Tathiane Malta作為項(xiàng)目的一部分進(jìn)行的博士后研究期間發(fā)展的“干性指數(shù)”(由FAPESP和Houtan支持) Numbhmehr，F(xiàn)MRP-USP遺傳學(xué)系教授，主要研究員。
      

      “我們的期望是，未來的干燥指數(shù)可用于臨床實(shí)踐，作為預(yù)測復(fù)發(fā)和計(jì)劃治療的可能性，”該文章的第一作者馬耳他說。
      

      為了開發(fā)該方法，該小組分析了人類胚胎干細(xì)胞的分子譜，并將其與美國公共數(shù)據(jù)庫癌癥基因組圖譜(TCGA)中33種腫瘤類型的12,000個(gè)樣本的數(shù)據(jù)進(jìn)行了比較。他們處理了與遺傳有關(guān)的數(shù)據(jù)，包括DNA序列和基因表達(dá)，以及表觀遺傳特征 - 通過激活和滅活基因影響基因組功能和表型的化學(xué)反應(yīng)。
      

      在該研究中研究的最重要的表觀遺傳機(jī)制之一是DNA甲基化，這是一種化學(xué)反應(yīng)，它將甲基(由氫和碳原子組成)添加到DNA堿基胞嘧啶中，可能阻止某些基因的表達(dá)。
      

      人工智能
      

      胚胎干細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞的分子譜在機(jī)器學(xué)習(xí)算法(一種人工智能)的幫助下進(jìn)行了比較。這些算法通過先進(jìn)的統(tǒng)計(jì)技術(shù)分析大量數(shù)據(jù)，以搜索可用于進(jìn)行確定或預(yù)測的模式。“我們首先假設(shè)腫瘤細(xì)胞和多能干細(xì)胞的一些亞群之間存在一定程度的相似性，”馬耳他說。“我們使用這些算法來識(shí)別干細(xì)胞[干燥特征]的典型分子特征，這些特征可以幫助我們了解腫瘤并作為侵襲性或臨床結(jié)果的預(yù)測因子。”
      

      為每個(gè)腫瘤樣品創(chuàng)建范圍從0到1的指數(shù)。“接近1的腫瘤細(xì)胞與干細(xì)胞更相似，并且比接近0的腫瘤細(xì)胞更具攻擊性，”馬耳他說。“例如，轉(zhuǎn)移性腫瘤具有高的干性指數(shù)。此外，當(dāng)我們分析樣本供體的臨床病史時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)干性指數(shù)與存活率之間存在負(fù)相關(guān)關(guān)系。”
      

      對(duì)于某些癌癥類型，研究人員發(fā)現(xiàn)高干性指數(shù)與突變的存在有關(guān)。例如，在頭頸部鱗狀細(xì)胞癌的情況下，高干性指數(shù)與基因NSD1中的突變相關(guān)。
      

      作者在文章中解釋說，NSD1突變最近在科學(xué)文獻(xiàn)中與阻斷細(xì)胞分化和促進(jìn)這類腫瘤的腫瘤發(fā)生有關(guān)。
      

      該分析還鑒定了一些分子，其表達(dá)與某些癌癥類型的去分化(分化表型的喪失)相關(guān)。例如，較高水平的蛋白質(zhì)FOXM1與乳腺癌和肺癌中細(xì)胞分化減少和細(xì)胞增殖增加有關(guān)。減少的蛋白質(zhì)ANNEXIN-A1的表達(dá)與肺腺癌樣品中較高的干性指數(shù)相關(guān)。
      

      “我們相信在未來的研究中使用該指數(shù)可能有助于確定新的抗癌治療靶點(diǎn)，”Noushmehr說。“如果我們能夠確定腫瘤細(xì)胞獲得干細(xì)胞特征的點(diǎn)，那么就有可能尋找中斷這一過程并避免疾病進(jìn)展的方法。”
      

      Noushmehr還強(qiáng)調(diào)，該方法在本文附帶的在線支持材料中有詳細(xì)描述。“任何對(duì)量化自身腫瘤樣本的干性指數(shù)感興趣的研究人員都可以應(yīng)用該方法并為其驗(yàn)證做出貢獻(xiàn)，”他說。
      

      題為“機(jī)器學(xué)習(xí)識(shí)別與致癌去分化相關(guān)的干性特征”的文章發(fā)表在Cell的特刊上。
      
			

			
        
      
			
      
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