您现在的位置是:首页 >新闻频道新闻 2019-11-13 10:14:44

映射乳腺癌细胞分化有助于理解癌症的发展

乳腺癌是最常见的癌症形式之一,某些亚型是所有癌症中最难治疗的。许多不同细胞的参与使得靶向此类肿瘤具有挑战性。

索尔克研究所(Salk Institute)的研究人员现在报告了使用称为单核(sn)检测技术的最新技术进行转座酶可及的染色质(ATAC)测序(snATAC-seq)的过程,以分析特定类型的乳腺细胞如何分化在开发过程中。这项发现发表在《细胞报告》上,为正常的乳腺发育提供了新的见解,并最终可能为不同类型的乳腺癌提供新的治疗策略。研究人员还通过免费的在线资源公开了他们的发现。

“为了了解乳腺癌到底出了什么问题,我们需要首先了解正常发育的工作原理,”基因表达实验室教授,研究负责人Geoffrey Wahl博士说。“这项研究代表了朝着这个方向迈出的重要一步,因为我们能够在乳房发育过程中对每个细胞进行分析。该小组的工作发表在题为“ 乳腺发育的单细胞染色质分析揭示细胞状态转录调节因子和谱系关系 ”的论文中。

这组作者解释说,不同组织的特殊功能来自祖细胞形成的多种细胞类型的协调活动。细胞分化成这些特殊类型的过程是通过包括表观遗传学在内的机制来控制的。“干细胞的表观遗传学编程使它们能够保留其多能性或分化成特定的细胞类型。”定义表观遗传学和分子机制如何参与协调发育可塑性以及不同细胞类型及其功能的分化对于帮助我们了解损伤后组织发育和修复的基础过程,还可能有助于癌症基因的激活如何影响这些过程并推动癌症进展。

正如研究小组指出的那样:“由于乳腺的可及性,它是研究细胞规范机制的出色系统;它在胚胎发育和产后发育过程中发生的巨大变化,是对青春期,怀孕和内卷的反应;并且获得了有关这些细胞状态转换所涉及因素的大量知识。”

成熟的乳腺组织包含两种主要的细胞类型,可能与乳腺癌有关。发光细胞排在导管内并产生牛奶,而周围的基底细胞收缩以使牛奶通过导管并从导管中移出。Salk研究所的科学家对驱动分子变化的因素感兴趣,这些分子变化决定了干细胞在发育过程中如何专门化为这些类型的细胞。为了研究单个细胞的水平,他们使用了sn(ATAC)-seq分析胎儿和成年乳腺细胞,以研究染色质中DNA包装的变化如何影响某些基因的可及性,进而影响基因表达。以及这些不同细胞类型的发展。

共同第一作者兼研究员Christopher Dravis指出:“我们寻求获得这些发育中的乳腺细胞的分子图,以更好地了解乳腺组织在发育过程中如何形成并在成年期得到维持。” 共同第一作者马志博补充说:“通过检查染色质可及性的差异,我们旨在了解基因组的哪些区域影响转录,涉及从DNA提取RNA的过程以及如何影响细胞发育。”

研究人员使用单细胞谱分析技术比较了成年小鼠乳房组织和产前发育后期乳腺组织中染色质的可及性。他们根据染色质的可及性将产前细胞分为具有基底样和腔样特征的组。令人惊讶的是,该结果表明,甚至在出生之前,单个细胞就已经“蓄势”成基底细胞或腔细胞。科学家评论说:“……在乳腺发育的这个阶段,胎儿细胞开始获得像成人一样的染色质可及性,但是它们仍然在很大程度上具有胎儿特有的特征。” 研究结果表明,大多数处于产前后期的细胞“弱化并偏向腔腔或基础命运,

该团队还使用生物信息学和机器学习技术来分析发育中的不同细胞特征,从而突显了乳房发育和成熟的复杂情况,可以帮助研究团队更好地了解控制乳房组织的机制。“所描述的数据和策略为以后的乳腺细胞调控表观遗传学研究提供了资源,包括控制细胞状态决定转录因子结合位点的上游控制元件目录,提供了对乳腺细胞状态更好区分的计算方法,以及乳腺分化的时间进程”,研究人员说。

Salk科学家将其发现整合到一个免费的在线数据库中,该数据库在其论文中进行了详细介绍,以帮助指导有关跨多种细胞类型和发育状态的细胞生长,基因调控和其他因素的持续研究。作者认为,该数据库可用于在正常乳腺发育过程中进行染色质可及性与基因表达之间的比较,以及其他组成部分,可用于增进我们对乳腺细胞如何癌变的了解。他们写道:“我们在胚胎和成年发育阶段对单个乳腺细胞的染色质分析,以及伴随的分析来预测与不同乳腺细胞状态相关的转录因子活性和基因可及性,为发现和验证细胞状态调节剂提供了宝贵的资源,”他们写道。

“我的目​​标一直是帮助癌症患者,并通过尽可能广泛和广泛的传播研究,我们希望加快研究的进展和疗法的发展,”担任丹尼尔(Daniel)和玛蒂娜(Martina Lewis)主席的瓦尔说。“这项研究为我们提供了一种了解乳腺发育步骤的具体方法,并揭示了大多数其他方法所不具备的复杂性。我们很高兴与更广泛的研究社区分享这一点。”

作者计划从更多的发育时间点添加数据,以进一步开发癌症如何发展的数据库,目的是告知开发更有效的疗法。

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