惡性腫瘤是人類面臨的健康威脅之一，而腫瘤最初如何形成尚不清楚。Peter Nowell克隆演化理論提出，癌細胞由人體內(nèi)正常細胞因基因變異逐漸轉(zhuǎn)變而來。這一過程經(jīng)過不斷的細胞分裂和突變，導(dǎo)致克隆性擴增，并在不斷克隆篩選作用下形成腫瘤。盡管這一理論已成為科學(xué)界的普遍共識，但存在一個懸而未決的問題，即在腫瘤形成的最初階段，是一個發(fā)生致癌突變的細胞（單克隆起源）還是多個異常細胞（多克隆起源）同時充當腫瘤“原始祖先”。10月30日，中國科學(xué)院深圳先進技術(shù)研究院研究員胡政聯(lián)合中山大學(xué)教授賀雄雷與何真團隊，揭示了早期腫瘤多克隆起源的普遍性以及多克隆到單克隆轉(zhuǎn)變的演化模式，并闡明了這一過程中細胞之間的相互作用機制。這一成果為腫瘤發(fā)生的早期機制研究提供了新的科學(xué)視角，并為癌癥的精準早期篩查和干預(yù)提出了新思路。相關(guān)研究成果發(fā)表在《自然》（Nature）上。該研究發(fā)現(xiàn)了腫瘤從多克隆向單克隆的轉(zhuǎn)變可能標志著腫瘤惡性程度的提高，并揭示了正常細胞從健康到癌變的關(guān)鍵機制?？蒲腥藛T利用先進的基于單堿基編輯器的單細胞譜系示蹤技術(shù)，觀察腫瘤發(fā)生過程中不同細胞克隆的動態(tài)變化，同時，基于單細胞譜系示蹤技術(shù)，構(gòu)建了炎癥誘導(dǎo)腸癌模型和多發(fā)性息肉模型兩種經(jīng)典的小鼠腸癌模型。研究顯示，在早期的多克隆腫瘤中，腫瘤細胞之間存在頻繁的細胞間通信，而這些通信增強了腫瘤細胞在早期階段的生存能力。隨著時間的推移，一些多克隆群體逐漸消失，最終只剩下一個主導(dǎo)克隆，進而形成單克隆腫瘤。同時，單克隆腫瘤表現(xiàn)出更高的基因組不穩(wěn)定性和惡性程度，這意味著從多克隆到單克隆的轉(zhuǎn)變可能是腫瘤從“溫和”走向“兇惡”的關(guān)鍵一步。為進一步驗證研究結(jié)論，該團隊收集和分析了107例未經(jīng)治療的散發(fā)性息肉和伴有結(jié)直腸癌患者的樣本。研究發(fā)現(xiàn)，約30%的人類腸息肉細胞是多克隆的，展現(xiàn)出更低惡性程度的病理特征。而腸道腫瘤多由單克隆的癌細胞組成，腫瘤惡性程度比多克隆腫瘤更高，這在人體樣本中驗證了小鼠實驗的結(jié)論。該研究提出，通過分析多克隆腫瘤中的不同克隆及細胞間相互作用，可以更精確地判斷腫瘤的發(fā)展?jié)摿惋L險等級；可以嘗試靶向這種細胞間的相互作用，通過干預(yù)多克隆腫瘤內(nèi)的通信機制來延緩或阻止其向單克隆的惡性轉(zhuǎn)化。這種策略可以在腫瘤尚未發(fā)展成惡性狀態(tài)時“釜底抽薪”，阻止其進一步進展。該研究揭示了腫瘤早期的多克隆到單克隆演化過程，提出了靶向細胞間通信的新型早期干預(yù)思路，為癌癥早篩、風險預(yù)測及個性化治療提供了科學(xué)依據(jù)。尤其在精準醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，這一成果有望通過更深層次的分子分析，識別腫瘤的多克隆特性并根據(jù)不同的克隆類型定制個性化治療方案。論文鏈接論文示意圖：孔雀羽毛顏色從多彩逐漸向單一轉(zhuǎn)變，表達了腫瘤細胞從多克隆狀態(tài)逐漸向單克隆狀態(tài)演化的過程早期腫瘤的多克隆起源和多克隆-單克隆演化模型