研究人员发现可能导致乳腺癌的早期遗传原因——在健康女性的细胞中发现的类似癌症的突变。一个国际科学家团队进行了一项研究,涉及对来自无癌女性的超过48,000个单个乳腺细胞的基因组进行检查,采用创新的方法对单细胞水平的基因进行解码。尽管这些细胞大多数看起来正常,但几乎所有参与者的乳腺细胞中都有少量——约3%——表现出通常与癌症相关的遗传变化。这些结果表明,这些不寻常的遗传变异可能是导致乳腺癌的一系列事件的初始阶段之一。
不列颠哥伦比亚大学(UBC)、BC癌症中心、哈佛医学院和纪念斯隆凯特琳癌症中心(MSK)的研究人员发现可能导致乳腺癌的早期遗传原因——在健康女性的细胞中发现的类似癌症的突变。
在最近的研究中,这个国际团队利用前沿技术分析来自没有癌症的女性的超过48,000个单个乳腺细胞的基因组。虽然大多数细胞看起来正常,但几乎所有参与者的少量乳腺细胞(约3%)显示出与癌症相关的遗传变化。
研究结果今天发布在《自然遗传学》上,表明这些罕见的遗传变异可能代表乳腺癌发展过程中一些最早的事件。
首席作者、UBC医学学院病理与实验医学教授、BC癌症中心杰出科学家、分子肿瘤学加拿大研究主席Samuel Aparicio博士表示:“在健康女性的细胞中观察到类癌突变以低水平静默发生,令人震惊。尽管这些突变本身可能看似无害,但它们可能是导致乳腺癌的基本组成部分。持续研究这些突变的发展和积累可能会导致新的拯救生命的预防策略、治疗选择和早期检测方法。”
研究中检查的突变被称为拷贝数改变,涉及DNA的大段重复或缺失。通常,身体的DNA修复机制可以纠正这些改变。然而,当身体未能检测或修复这些变化时,它们会逐渐累积,最终可能导致癌症。
在这项研究中,研究人员旨在评估正常组织中拷贝数改变的发生率。他们利用从UBC和BC癌症中心的研究人员开发的名为DLP+的先进单细胞基因测序技术,审查了28名女性的数千个乳腺细胞。
大多数女性在乳腺小叶和导管的上皮细胞——乳汁通过乳腺的地方——中发现了低水平的遗传变化,但在周围收缩细胞中没有发现。
“由于认为上皮细胞是所有主要乳腺癌类型的起源,这些遗传变化在上皮细胞中特别积累的现象支持这些改变可能为癌症的发展铺平道路的观点,”共同首席作者、哈佛医学院细胞生物学教授Joan Brugge博士说道。“这项研究是科学探索理解导致乳腺癌的最早事件的重要一步。它提供的见解可以帮助我们为高风险个体创造新的改进的预防和监测策略。”
大多数突变细胞表现出一到两个拷贝数改变,而众所周知,形成癌症通常需要多次突变。然而,在一些具有BRCA1和BRCA2高风险遗传变异的女性中,研究团队发现某些具有六个或更多显著遗传改变的“极端”案例。
这些极端细胞可能意味着癌症发展路径上的进一步进展,暗示在高风险个体中从正常细胞转变为类癌细胞的过程。
“为了研究这一现象,我们实施了一种最初旨在研究癌症基因组不稳定性的方法,这种方法提供了单细胞水平上拷贝数改变的全面视角,”计算肿瘤学的Nicholls-Biondi主席及MSK计算肿瘤学主任Sohrab Shah博士表示。“我们的计算技术还帮助我们识别和分析那些标准测序方法无法检测到的罕见事件。”
研究人员强调,这项研究提出了关于乳腺癌发展的重要新问题,包括突变是如何随着时间的推移而积累的,以及为什么它们主要发生在上皮细胞中。它还暗示,在其他器官中研究拷贝数改变可能揭示出各种癌症如何发展和进展及其潜在风险因素的见解。
“解决这些问题可能增强我们对癌症风险的理解,并改善高风险个体的检测和管理策略,”Aparicio博士解释道。
这项研究的主要作者包括Vinci Au,他负责Aparicio实验室的单细胞基因组测序工作;Dr. Michael Oliphant,他负责Brugge实验室的细胞分离工作;和Dr. Marc Williams,他领导Shah实验室的计算基因组分析。
该研究得到了Gray基金会、美国国家癌症研究所、BC癌症基金会和Halvorsen计算肿瘤学中心的资助。