日前,一项刊登在国际杂志Cell上的研究报告中,来自圣保罗大学等机构的研究人员通过研究开发出了一种新型的索引模式,其能为癌症患者的预后提供相关信息,同时也能帮助指导癌症患者采用更加合适的疗法进行治疗,并且鉴别出开发新药的靶点。文章中,研究人员利用人工智能算法对来自33种不同类型肿瘤的1.2万份样本的基因组数据进行分析,阐明了癌症进展的分子机制。

图片.png

图片来源:medicilon.com

  研究者Houtan Noushmehr表示,这项研究中所用的方法学是生物医学研究新趋势的一部分,旨在利用当前大量的分子生物学数据来帮助科学家们深入研究;然而当前研究人员所面临的挑战就是如何管理、解释并且分析不同类别的数据,这就需要研究人员将生物学、计算机科学和统计学数据进行有效整合。

  此前研究中,研究人员通过研究鉴别出了脑瘤的重要基因组学特征,研究者认为,这种新型索引模式(index)的开发未来有望在临床中作为辅助的方法来帮助研究人员针对不同患者和肿瘤类型选择最合适的疗法。目前大家都认为,健康细胞接受转化形成的生长中的肿瘤包含以下两种特征,即缺少它们所拥有的的特征,并会以一种无序的方式进行繁殖;这个过程也可以被认为是专门的缺失,肿瘤细胞会不断逐渐分化开来,一般情况下,癌症干细胞亚群会驱动肿瘤的生长,而研究人员所提出的“具备干细胞指数”(stemness indices)就能提供一种测量方法来指示有多少肿瘤细胞会与干细胞一样。

  肿瘤细胞与干细胞具有一定的相似性,这项研究中,研究人员利用机器学习算法来检测并对健康干细胞及衍生细胞的分子特性进行分类,这种软件能在细胞分化的不同阶段对数千个细胞进行分析,从而鉴别出干细胞所拥有的典型分子特性,随后研究人员根据基因表达和DNA甲基化特性开发出了两种独立的具备干细胞相似性的指数,这些指数的范围从0至1,当其为0时意味着与干细胞相似度较低,而为1时则意味着与干细胞的相似度较高。

  在过去10几年里,从事癌症基因组图谱(TCGA)研究的科学家们发现并且储存了多个肿瘤遗传和表观遗传学改变,利用干细胞指数,研究人员或许就能够检测TCGA中样本所具备的干细胞指数程度。研究者所描述的“干细胞指数”能帮助他们阐明肿瘤进行脱分化的途径,较高的指数似乎与多种类型癌症的进展程度直接相关;研究者发现,转移性肿瘤常常与干细胞具有较高的相似度,此外,这种指数还能帮助研究者有效鉴别出抗癌药物的新型靶点,从而就能帮助研究人员开发出新型疗法来抑制肿瘤不断进展。


相关文章

呼吸道感染可能增加癌症转移风险

一项研究指出,呼吸道病毒能促使转移性乳腺癌细胞在乳腺癌小鼠模型的肺部增殖。这些发现得到了人类观察性数据的支持。该研究进一步阐释了传染病与癌症转移的关系。科学家在7月30日出版的《自然》上报告了这一研究......

肿瘤基因检测国家一级标准物质

EGFR基因检测是肺癌患者选择靶向治疗药物的常规检测项目。在许多临床应用中利用DNA甲基化作为早期检测、诊断和个人治疗的生物标记物。而DNA甲基化在癌症早期诊断中具有重要价值,高甲基化可导致基因沉默,......

我国科学家新成果为高效癌症免疫治疗提供新思路

以anti-PD-1/PD-L1抗体为代表的免疫检查点阻断(ICB)疗法是肿瘤治疗领域的革命性进展,但ICB在大多数肿瘤患者和癌症中的治疗效果仍亟待提高。ICB疗效受限的一个重要原因是肿瘤组织内细胞毒......

一次性电子烟比传统香烟毒性更大

有些一次性电子烟和烟弹释放出的有毒金属含量,竟然超过了老式电子烟,甚至比传统香烟还高。美国加州大学戴维斯分校的研究人员在最新一期《ACS中央科学》期刊发表的研究称,一次性电子烟在一天的使用中释放的最高......

蛋白药物能否为癌症治疗带来曙光?

癌症是现代社会挥之不去的阴影。与健康细胞相比,癌细胞行为的改变是由蛋白质过度表达引起的。这些蛋白质具有促进细胞增殖、存活和迁移等功能,其中一些蛋白质很容易被靶向和抑制,而另一些蛋白质则不易被小分子或抗......

创新计算框架揭示癌症“进化策略”

西班牙巴塞罗那生物医学研究所团队开发出一种名为DiffInvex的创新计算框架,其可追踪健康细胞转变为肿瘤,以及肿瘤在化疗过程中的基因进化压力。DiffInvex被应用于超过11000个样本,涵盖了大......

Nature|刷新认知!科学家首次证明,没有基因突变也会发生癌症

尽管癌症的发生和发展通常与体细胞突变的积累有关,但大量的表观基因组改变是肿瘤发生和癌症易感性的许多方面的基础,这表明遗传机制可能不是恶性转化的唯一驱动因素。然而,是否纯粹的非遗传机制足以启动肿瘤发生,......

PGT技术助90个家庭撕下癌症标签

2015年,中信湘雅生殖与遗传专科医院(下称中信湘雅)成功阻断一例视网膜母细胞瘤(RB1基因突变)的遗传传递,诞生了我国首个“无癌宝宝”。十年过去,“无癌宝宝”健康状况如何?这项技术又有哪些新进展?4......

研究发现每年癌症病例的5%与常用CT有关

计算机断层扫描(CT)产生的辐射可能导致罹患肺癌、乳腺癌和其他癌症,婴儿风险增加10倍。据美国加州大学旧金山分校(UCSF)的最新研究,每年CT导致的癌症约占所有癌症病例的5%。该研究警告,应避免过度......

科学家揭示头颈鳞癌促癌环路,为个性化治疗提供新思路

上海交通大学医学院附属第九人民医院口腔颌面头颈肿瘤科教授何悦团队揭示了胎盘特异性蛋白1(Plac1)在头颈鳞癌中的直接促癌作用与塑造免疫抑制微环境的间接促癌机理,发现了头颈鳞癌的关键亚群(Plac1+......