始于單個癌細胞的系統發育樹。每種顏色代表體內的不同位置，五顏六色的樹顯示出高度轉移的表型。 圖片來源：美國懷特海德研究所
據最新一期《科學》雜志報道，美國科學家使用CRISPR基因編輯技術，給每個癌細胞打上獨特標記，繪制出一個詳細的癌細胞演化圖譜。新研究不但更清晰地描述了癌癥轉移背后的動態過程，而且發現了促進癌細胞轉移的“熱點”基因和“中轉樞紐”。
當癌癥僅限于體內某個部位時，通常可以通過手術或其他方法來治療。然而，與癌癥有關的大部分死亡由癌細胞在全身的轉移造成。轉移的確切時刻非常短暫，常常淹沒在腫瘤細胞發生的數百萬次分裂中。這些事件通常無法實時監測。
在新研究中，研究人員使用了人類KRAS突變型肺癌小鼠模型，并用編碼Cas9蛋白的基因改造了癌細胞。當小鼠體內的癌細胞不斷分裂增殖時，Cas9在目標DNA位點進行不斷剪切，而癌細胞的DNA修復機制會不斷修補這些缺口，它會修補或刪除一些隨機的核苷酸，從而形成被稱為“插入/缺失”（indel）的獨特修復序列。這些序列會隨著細胞的分裂一代代地傳遞下去，成為每個癌細胞攜帶的獨特標記。
這種剪切和修復幾乎在每一代中都是隨機發生的，由此可以畫出非常精細的癌細胞演化圖譜——顯示轉移的癌細胞在體內的擴散路徑和方向。
研究人員發現，這些癌細胞盡管來自同一細胞系，但在移植后轉移的路線不同。對此，研究人員認為，隨著原始癌細胞系經過多代分裂，癌細胞似乎發展出了不同的轉移特性。
有的癌細胞和它的所有后代都只在一個組織中出現，這意味著它們沒有發生轉移；而另一些癌細胞的后代則在多個組織中出現。
研究人員還發現，許多癌細胞轉移的第一步是從肺部轉移到縱隔淋巴組織這個“中轉樞紐”，這表明在小鼠模型中，這一部位與癌細胞向體內擴散密切相關。
參與研究的麻省理工學院教授喬納森·魏斯曼說，這些“中轉樞紐”在開發抗癌療法方面具有重要意義。“如果你把癌癥治療的重點放在這些部位，就可以第一時間延緩或者預防癌癥轉移的發生。”
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