致命癌症如何“无中生有”?单细胞测序找到背后原因

作者:小D|2020年11月27日| 浏览:887
黑色素瘤是最为致命的皮肤癌类型,且发病率不低——根据美国癌症学会的统计,每38名白种人里,就有1人会在生命中的某一时刻罹患黑色素瘤。如果发现得早,这种恶性肿瘤还可以通过手术切除。一旦它发生扩散,治疗手段就会大受局限。
但要早期发现黑色素瘤并非易事。在很多人的意识里,黑色素瘤来源于痣的恶化。然而事实上,这只能解释部分黑色素瘤的起源。大部分黑色素瘤在发作前,都看不见明显的病变,属于“无中生有”

图片来源:123RF

然而我们知道,黑色素瘤的一大风险因素在于阳光的照射。在紫外线的作用下,基层表皮里的黑色素细胞会产生黑色素,保护周边的皮肤细胞。然而一旦这些黑色素细胞出现DNA损伤,就容易生长失控,增加黑色素瘤的风险。
先前,有不少研究对黑色素瘤样本进行了测序分析,想要找到背后的致病突变。但这些测序选择的都是组织样本,混有多种类型的细胞,而黑色素细胞只占皮肤细胞中的一小部分,因此结果很难反映出真实的致癌突变。

 
这正是本研究的亮点所在。在顶尖学术期刊《自然》今日在线发布的这篇研究论文中,科学家们使用单细胞测序技术,对6名志愿者的黑色素细胞进行了测序。其中2名为曾罹患黑色素瘤的康复者,另外4名则是健康的志愿者。从背部、头部、腿、肩膀等处,研究人员们一共取得了133份样本用于研究。
研究有几个发现。首先,如同研究人员们所预料的那样:总体来看,相比那些经常暴露在阳光下的部位,那些经常被遮挡住的部位,黑色素细胞里的突变更少。但有意思的是,间歇暴露在阳光下的部位(如背部),黑色素细胞的突变反而要比长期暴露在阳光下的部位(如面部)要更多

背部、四肢等间歇暴露在阳光下的部位,黑色素细胞的突变相对较多(图片来源:参考资料[1])
其次,那些曾经罹患黑色素瘤的患者身上,靠近黑色素瘤的正常黑色素细胞里,带有大量的突变,这也包括那些和黑色素瘤相关的突变。相反,在那些从没得过黑色素瘤的健康人里,则找不到这些突变。
“那些我们所谓的正常皮肤里,找到了许多和黑色素瘤相关的突变,这是阳光照射后的结果。”本研究的通讯作者A. Hunter Shain教授说道。

图片来源:Pixabay

“黑色素瘤能无中生有。我们在这项研究中的工作表明正常皮肤里大量黑色素细胞,也可以展现出和癌症有关的突变。重要的是,我们发现70%的黑色素瘤前体都不是从已有的痣发展出来的。” Shain教授补充道。
研究人员们表示,来源于“正常皮肤”的突变,可以解释为何黑色素瘤可以“无中生有”。另一方面,如果能搞清这些突变,也有望让我们在黑色素瘤发病的几年,甚至几十年前,找到疾病的征兆。
参考资料:
[1] Tang, J., Fewings, E., Chang, D. et al. The genomic landscapes of individual melanocytes from human skin. Nature (2020). https://doi.org/10.1038/s41586-020-2785-8
[2] Risk of deadly skin cancer may be gauged by accumulated DNA damage, Retrieved October 7, 2020, from https://www.eurekalert.org/pub_releases/2020-10/uoc–rod100520.php

 

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