纽约 - 周四发布的一对研究论文自然遗传学详细信息EPIGENETICS如何在单细胞水平下与转录细胞状态多样性相关联。
工作细节肿瘤细胞复苏的表观遗传机制，并确定了一些细胞塑性和环境压力反应的表观遗传调节因子，这可能会在未来治疗。
一项研究由丹兰德和马里奥·苏万队的纽约基因组中心和哈佛大学的领导，分别从患者脑肿瘤中划分了数千个个体细胞。该团队将不同的细胞状态映射到综合遗传突变，基因活性和DNA甲基化 - 表观遗传标记的谱分析 - 用于控制DNA可访问性的表观遗传标记。
该团队确定了四种不同的癌症状态，从更多的干细胞样到更成熟。明显的DNA甲基化图案伴随着每个状态之间的偏移。这些表观遗传模式，作者提出，可以成为治疗靶标，旨在通过抑制细胞状态的变化来减缓肿瘤生长。
由Landau，Suvà及其同事收购的多个快照使他们能够为每个细胞计算“谱系树”，显示这些细胞状态的历史，返回肿瘤的来源。
“这是什么让你这样做，”Landau在一次采访中说：“是在初级人类样本的体细胞演化中提出一个新的问题，这是这些细胞状态的可遗传性？”
然后，研究人员可以使用生物动力学方法来估计细胞处于给定状态的概率并从一个状态转换到另一个状态。
“我们很高兴地应用这些类型的观点，”Landau说，“在癌症中更广泛地呈染色体镶嵌，或在正常组织内发现的细胞突变。”
该集团现在正在调查治疗干预等扰动如何影响谱系树木，以了解Gliomas如何应对不同的治疗方法。
与Landau和Suvà的学习类似，由Roel Verhaak和Kevin Johnson为基因组医学的Roel Verhaak和Kevin Johnson领导的国际研究人员，说明了错误在复制DNA甲基化模式 - 称为DNA甲基化障碍 - 帮助胶质瘤细胞克服细胞应激，增加细胞塑性，并变得更耐药。
将单细胞数据从914甲基胚瘤中集成，55,284转录om，以及11个成人胶质瘤的IDH突变体和IDH - 野生型亚型的散装多种子谱，该团队发现各种DNA甲基化模式导致多个细胞状态，每种细胞状态都赋予了多个细胞状态其自身的相对健康优势在营养受限制的肿瘤环境中。研究人员建议，这些异质状态在一起有助于疾病进展。
“我们使用综合单细胞基因组分析来鉴定胶质瘤细胞状态多样性的表观遗传调节因子，并适应治疗，”约翰逊通过电子邮件解释。
在他们的研究中，他们观察到因子在细胞分裂中负责复制DNA甲基化的细胞机制中的随机误差产生的表观遗传多样性，这被环境刺激加剧，例如缺氧和辐射。
缺氧是IDH-野生型胶质瘤的常见特征，而IDH-突变体细胞产生称为2-羟基戊酸的oncometabolite，进一步干扰DNA甲基化。
其他甲基化改变的刺激包括较宽的染色体改变。杰克逊实验室组建议通过增加的反应性氧物种来促进代谢破坏和表观遗传多样性。
“我们对胶质瘤患者标本的不同单细胞和散装方法的综合分析有助于鉴定胶质瘤细胞用于处理微环境中有限的资源的表观生物学的作用，”Verhaak通过电子邮件解释。
两项研究表明，更好地了解治疗性脆弱的细胞状态可能导致更有效的靶向治疗。
“在治疗前后对患者组织样品进行单细胞多组测序的未来工作将为患癌症抵抗的表观遗传机制提供关键洞察力，”约翰逊说。