OSC 2025 类器官标准化大会
第四届粤港澳类器官与器官芯片医工融合发展大会
Organoid Standardization Convention
创新转化·标准先行
2025.11.15-16 中国·广州
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《Nature》科学家开发出肿瘤细胞基础图谱,用于个性化脑癌治疗

《Nature》科学家开发出肿瘤细胞基础图谱,用于个性化脑癌治疗




一项发表在《自然通讯》上的开创性研究表明,通过分析染色体附近的遗传物质,我们可以预测致癌基因如何重塑DNA并改变肿瘤微环境。这项由希望之城研究人员共同主导的脑癌研究,为未来的精准医疗实践奠定了基础,有望为癌症患者带来更个性化的治疗方案。

这项研究由希望之城的研究人员共同领导,首次证明通过分析染色体附近的遗传物质,我们可以预测致癌基因如何重塑DNA并改变肿瘤微环境。这项突破性的脑癌研究不仅为未来的精准医疗实践奠定了基础,更预示着肿瘤学家将能够为癌症患者提供更加个性化的治疗方案,这无疑为无数与癌症抗争的患者带来了新的希望!


01

被忽视的“分子”——ecDNA


长期以来,染色体外的微小DNA分子(ecDNA,即染色体外DNA)一直被忽视。然而,过去十年的研究揭示了这些环状分子违反生物学规律,竟然是癌症发展的幕后推手!


希望之城综合转化科学系教授兼系主任、该研究的共同通讯作者David Craig博士指出:“我们的研究为不同ecDNA之间的相互作用提供了新的见解。重要的是,当ecDNA和致癌成分(例如EGFR蛋白或肿瘤蛋白p53)普遍存在时,肿瘤微环境就会变得缺氧。它陷入低氧状态,这与癌症进展、治疗耐药性和不良临床结果密切相关。”

胶质瘤A组整合


02

空间转录组学:

揭示肿瘤进化的“地图”


这项研究结合了空间转录组学(测量和映射DNA活性)与基因组数据,这就像是为肿瘤内的细胞绘制了一张详细的“地图”。通过这张地图,研究人员能够识别出肿瘤内那些拥有共同祖先但获得了额外突变的细胞群。这些细胞的空间分布,为我们理解肿瘤的进化过程提供了关键线索。


为了实现这一目标,希望之城的研究团队对少量胶质瘤(在大脑或脊髓中形成的肿瘤)样本进行了批量RNA测序、肿瘤/正常DNA测序和空间转录组学分析。通过大量的实验和验证队列,他们不仅成功识别了肿瘤微环境的共同特征和独特特征,还开发出了一个可供其他研究人员借鉴的综合分析框架


03

个性化治疗的曙光


南加州大学凯克医学院神经外科医生、神经外科和生理学及神经科学教授、脑肿瘤中心联合主任兼共同通讯研究作者Gabriel Zada医学博士表示:“虽然我们的论文仅评估了不同类型的脑癌,但我们概述的空间转录组学原理和基因组测序技术有朝一日将使医生能够为癌症患者提供更加个性化的治疗。”


癌症及其治疗并非千篇一律。了解可遗传和非遗传细胞附近ecDNA的分子活性,有助于深入了解潜在的治疗靶点和癌症复发风险。研究人员已经证明,ecDNA驱动癌细胞(致癌基因)在染色体外快速增殖,这导致了神经胶质瘤的发展、遗传不稳定以及单个肿瘤内不同的肿瘤细胞群,使得癌症更难以消除。


ecDNA的动态特性可能使癌细胞能够适应和重新编程其基因组,从而响应微环境的变化(包括治疗引起的改变)推动肿瘤进展。


未来展望:为精准治疗铺平道路


“我们现在已经证明了癌细胞如何动态地重编程自身基因组,以控制和响应肿瘤微环境。通过揭示这些机制,我们正在为根据每位患者独特的生物学特征制定更精准、更有效的治疗方案铺平道路。” Craig博士总结道。


未来肿瘤学家有望利用这些知识,根据每位患者肿瘤的独特分子特征,制定出更具针对性的治疗方案,从而提高治疗效果,改善患者的生活质量。



文章来源:Nature Communications

DOI :10.1038/s41467-025-59805-z



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