由哈佛大學路德維希中心的布拉德利·伯恩斯坦（Bradley Bernstein）領導的一組研究人員使用單細胞技術和機器學習為急性髓細胞性白血病（AML）創建了詳細的“細胞狀態圖集”，可以幫助改善對侵襲性癌症的治療。
AML的特徵是白細胞在骨髓和血液中的積累。由於AML患者的骨髓中含有多種正常和惡性細胞類型，因此該疾病的研究非常困難。這包括具有乾細胞樣特性的未分化原始癌細胞和以不同方式影響腫瘤環境的分化成熟癌細胞。 AML細胞還不斷獲得DNA突變，分支成相關“亞克隆”的譜系。
該論文的主要合著者，馬薩諸塞州總醫院伯恩斯坦實驗室的博士後研究員彼得·範·加倫說：“自1960年代以來，我們已經從質的角度認識到AML腫瘤是細胞的異質混合大樂透開獎直播物。” “現在，我們有一種非常定量的方法來確定這些腫瘤內存在的不地下539玩法同細胞類型。”
這項新研究將於2月28日在線發表在Cell雜誌上，Bernstein及其同事（包括路德維希·哈佛大學的研究人員Jon Aster和Andrew Lane）結合了尖端技術-單細胞RNA（scRNA）測序，長讀取納米孔DNA測序和機器學習-區分正常細胞與癌性細胞，並根據其DNA序列和基因表達相似性組織它們。
哈佛大學路德維希中心的伯恩斯坦說：“該項目是一項跨學科的工作，將麻省理工學院和博德研究所的工程師與麻省總醫院，達納-法伯癌症研究所以及百翰婦女醫院的癌症研究人員和腫瘤學家聯繫起來。”醫學院和娛樂城推薦ptt 馬薩諸塞州總醫院。
伯恩斯坦補充說：“如果沒有路德維希董事對啟動白血病樣本庫的資助，我們不可能做到這一點。”
scRNA測序捕獲了快照娛樂城比較 細胞的整個轉錄組-即在給定時刻細胞中存在的所有mRNA分子。這使研究人員可以將細胞群分解為不同的類型，並跟踪細胞譜系的進化。該團隊採用了一種新的scRNA測序方法來捕獲近40,000 b的完整轉錄組九州娛樂城從16名AML患者和5名健康供體中收集到1個骨髓細胞。
“這是第一次在 博馬娛樂城研究的第一作者沃爾克·霍夫施塔特（Volker Hovestadt）是伯恩斯坦實驗室的博士後研究員，他說：“這是一種高通量的方式。我們不僅可以對數百個單細胞進行分析，而且還可以分析成千上萬個細胞。”
但是偏財運占卜，AML細胞的基因表達譜可以與正常細胞相似。為了應對這一挑戰，研究小組對骨髓細胞進行了單細胞基因分型，為它們篩選了一組已知的AML遺傳標記，以挑選出那些癌基因。範·加倫說：“要真正做到這一點，我們必須採用稱為長讀納米孔測序的第三代DNA測序技術，該技術可以增強對基因組突變的檢測。”
長時間閱讀測序可以掃描更長的DNA片段，提高捕獲基因中累積的所有突變的機率。它使研究人員能夠更有效地鑑定出稱為亞克隆的不同突變細胞的後代，這些後代可以不同地影響癌症的生長速度，轉移潛力和對治療的反應。
最後，研究人員採用機器學習算法將scRNA測序和基因分型數據整合在一起。最終結果是不同AML細胞類型和正常血細胞類型在骨髓環境中共存的圖譜或“圖譜”。
這些圖集使研究人員不僅可以一目了然地看到哪些細胞是癌細胞，還可以看到它們的狀態-原始，分化或分化過程。由於腫瘤樣本是在不同時間點從患者那裡收集的，因此研究人員還可以比較個體之間AML腫瘤的發育等級，並跟踪從最初診斷到治療和結果的等級演變。
研究人員表明，AML細胞的轉錄程序受到異常調節。伯恩斯坦說：“在正常細胞中，發育是分階段進行的。您從X型細胞轉變為Y型細胞。” “這些白血病細胞共表達來自不同階段的大量基因融合。”
研究人員還在單個AML患者中發現了多個亞克隆人群。伯恩斯坦說：“在至少一種情況下，兩個亞克隆的行為完全不同，基因表達譜也不同。” “一個亞克隆主要在區分，而另一個亞克隆則以高度侵略性狀態被逮捕，侵略性亞克隆的突變與患者預後不良相符。”
這些發現還可以解釋為什麼利用免疫系統T細胞靶向腫瘤的療法相對而言不那麼成功。研究人員鑑定出一類表現與白細胞類似的細胞，這些細胞已知能抑制抗癌免疫反應。
伯恩斯坦說：“您可能會認為它們是正常細胞，但是當您查看它們的基因型時，就會發現它們具有白血病突變。” “這些細胞是腫瘤產生的抑制免疫系統的細胞。它是一種適應性強的細胞。 大老爺娛樂城腫瘤的生存機制。”
研究人員指出，他們的發現應有助於開發免疫療法和精準醫學治療AML的新策略。
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