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即使在单个癌症患者中，也存在大量不同的单个肿瘤细胞，它们表现出与生长、转移和对化疗的反应相关的不同行为
为了实现这些行为，每个癌细胞都用自己的基因以一种独特的方式制造所需的分子，这种方式被称为“基因表达信号”
“为了将基因表达信号与癌症进展和化疗耐药性联系起来，由南加州大学荣禄和阿基勒领导的科学家团队
雪松西奈的商人在《自然通讯》上发表的一项研究中引入了一项新的基因技术
为了开发这个实验系统，南加州大学的第一作者亨贝托·孔特雷拉斯-特鲁希略和他的同事们结合了两种现有的技术
第一个使研究人员能够读取白血病患者的单个癌细胞的基因表达信号
第二项技术由卢实验室开发，允许科学家用可遗传的、基于DNA的“条形码”标记单个白血病细胞，提供了一种在疾病发展过程中不仅跟踪细胞，还跟踪其后代的方法
利用这个实验系统，研究小组分析了一个具有代表性的条形码白血病细胞样本的基因表达特征，然后将剩余的细胞移植到小鼠体内
不同的基因表达信号与癌细胞最终出现在小鼠体内的不同器官相关
例如，一种叫做CMC2的基因高表达的癌细胞倾向于定居在卵巢，而CMC2表达水平低的细胞在血液和脾脏中建立了集落
BTK、DNAJC和LRIF1基因表达增加的其他癌细胞倾向于在离散的骨髓囊中产生后代
当科学家停用这些基因时，白血病细胞加速了迁移，失去了与骨髓中其他细胞粘附的能力
“在我们的研究中，我们能够识别出以前未知的与疾病进展和化疗耐药性相关的基因
这些基因可能会为未来的治疗提供新的靶点。”
南加州大学干细胞生物学和再生医学、生物医学工程、医学和老年学助理教授，白血病和淋巴瘤学会学者
通过证明具有不同基因表达特征的癌细胞倾向于在不同的器官和骨髓腔中生长，该研究还强调了癌症研究人员面临的一个主要问题:研究患者细胞的非代表性样本
例如，如果医生通过标准抽血收集患者细胞，样本将不包括位于骨髓囊的非循环白血病细胞
更令人担忧的是，由于这些癌细胞并非均匀分布，标准骨髓活检可能无法准确诊断患者的疾病
当将患者细胞移植到实验室小鼠体内以进行临床前癌症研究时，也存在类似的挑战
不到百分之一的患者细胞在老鼠体内生长繁殖
如果从一只小鼠身上收集患者细胞，然后移植到另一只小鼠身上，这些问题就会变得更加复杂
这种做法被称为系列移植，是一种标准技术，允许患者细胞的小样本扩大到研究所需的更大数量
然而，新的《自然通讯》研究显示，连续移植也有利于具有特定基因表达特征的癌细胞存活
此外，与任何治疗前来自相同患者的细胞相比，复发患者的细胞移植到小鼠体内后存活的可能性似乎更小
在大多数情况下，来自复发期的一个或两个白血病细胞的后代在移植小鼠中占优势
“我们的新系统暴露了白血病模型的明显局限性，这些模型目前用于在潜在的治疗方法进入人类临床试验之前进行最后阶段的测试，”西达斯-西奈医学中心的医学科学家Merchant说
“这些白血病模型无法捕捉单个患者体内个体肿瘤细胞的全部多样性，更不用说受这种疾病影响的更广泛的患者群体了
" 研究人员还让他们的小鼠接受标准白血病治疗方案的不同变化:短期强化化疗，然后是长期维持治疗
在白血病细胞中有明显的基因表达信号，这些细胞最终死于强化治疗，由于维持治疗而停止生长，或者只对两者的组合有反应
因此，在实际临床实践中，联合治疗已被证明是对患者最好的整体方法
“通过使用我们的实验系统，我们了解了许多关于单个白血病细胞的基因表达如何影响其进展和治疗耐药性的知识，”卢说
“同样的系统可以为许多其他类型的癌症提供类似的见解，并有助于识别和表征驱动疾病和导致治疗耐药性的特定细胞
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