“表觀轉(zhuǎn)錄組指紋”的藝術(shù)概念圖。
圖片來源：巴塞羅那基因組調(diào)控中心
《分子細(xì)胞》雜志11日發(fā)布了一項(xiàng)研究，指出不同類型的癌癥擁有獨(dú)特的分子“指紋”，這些特征可以在疾病早期被檢測(cè)到。這項(xiàng)由巴塞羅那基因組調(diào)控中心進(jìn)行的研究發(fā)現(xiàn)，利用小型便攜式掃描儀只需幾個(gè)小時(shí)，就能以極高的精度獲取這些“指紋”，為開發(fā)新的非侵入性診斷測(cè)試鋪平了道路。這種測(cè)試能夠比現(xiàn)有方法更快、更早地識(shí)別出各種類型的癌癥。
該研究聚焦于核糖體——細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)制造工廠。傳統(tǒng)上認(rèn)為，核糖體在整個(gè)身體中遵循相同的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。但此次團(tuán)隊(duì)揭示：化學(xué)修飾在不同的組織類型、發(fā)育階段以及疾病狀態(tài)之間存在差異。這些化學(xué)修飾作用于核糖體RNA（rRNA），可以改變核糖體的功能。
團(tuán)隊(duì)檢查了人類和小鼠多個(gè)器官（包括大腦、心臟、肝臟和睪丸）中的rRNA，發(fā)現(xiàn)每種組織都有其獨(dú)特的rRNA修飾模式，稱為“表觀轉(zhuǎn)錄組指紋”。
這些核糖體上的獨(dú)特標(biāo)記能夠表明細(xì)胞的來源，就像每個(gè)組織在其細(xì)胞上留下了自己的地址標(biāo)簽一樣。在對(duì)癌癥患者病變組織樣本的研究中，他們發(fā)現(xiàn)了肺癌和睪丸癌特有的“指紋”組合。
團(tuán)隊(duì)針對(duì)肺癌進(jìn)行了更深入研究。他們從20名處于Ⅰ期或Ⅱ期肺癌的患者體內(nèi)收集了正常和患病組織樣本，并確認(rèn)癌細(xì)胞確實(shí)存在rRNA修飾不足的情況?；谶@些數(shù)據(jù)，他們訓(xùn)練了一種算法，能根據(jù)獨(dú)特的分子“指紋”準(zhǔn)確地區(qū)分樣本。這種方法在區(qū)分肺癌與健康組織時(shí)表現(xiàn)出幾乎完美的準(zhǔn)確性，因?yàn)榇蠖鄶?shù)肺癌通常是在晚期才被發(fā)現(xiàn)，而新方法能夠在更早階段檢測(cè)到它，從而為患者爭(zhēng)取更多治療時(shí)間。
這項(xiàng)成就得益于納米孔直接RNA測(cè)序技術(shù)的進(jìn)步，該技術(shù)允許直接分析rRNA分子及其所有修飾。納米孔測(cè)序的優(yōu)勢(shì)在于它使用小型、便攜式測(cè)序設(shè)備，這類設(shè)備足夠小巧，可以放在手掌中。通過將生物樣本置入機(jī)器，它可以實(shí)時(shí)捕捉并分析RNA分子。
研究證明，僅需掃描約250個(gè)來自組織樣本的RNA分子，就能區(qū)分癌細(xì)胞和正常細(xì)胞，而這僅僅是納米孔測(cè)序設(shè)備能力的一小部分。
【總編輯圈點(diǎn)】
這項(xiàng)研究不僅挑戰(zhàn)了我們對(duì)核糖體一致性的傳統(tǒng)認(rèn)知，還引入了一種全新的癌癥檢測(cè)方法。因?yàn)槊糠N類型的癌癥都有其獨(dú)特的“表觀轉(zhuǎn)錄組指紋”，這就為開發(fā)快速、非侵入性的診斷工具奠定了基礎(chǔ)。未來，醫(yī)生們甚至有望實(shí)現(xiàn)僅通過血液樣本就能進(jìn)行癌癥篩查的目標(biāo)，大大減少對(duì)患者身體的侵?jǐn)_，同時(shí)提高早期發(fā)現(xiàn)的可能性。（記者 張夢(mèng)然）
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