研究发现，一个细胞用来制造RNA的基因数量是细胞发育程度的可靠指标。
研究人员报告说，这一发现可能使锁定致癌基因变得更容易。
引发癌症的细胞被认为是干细胞，沐鸣注册一种难以发现的细胞，可以自我繁殖，发展或分化成更特殊的组织，如皮肤或肌肉，或者，当它们变坏时，变成癌症。
“现在,专注于特定基因或分子靶向治疗,绝大多数的可能不是特定于癌症干细胞,”资深作者亚伦纽曼说,生物医学数据科学助理教授、干细胞生物学和再生医学研究所的斯坦福大学。
“通常这些疗法不会起作用很长时间。但如果你能识别出分化程度最低的细胞，然后寻找它们的特异性标记，就不再是寻找目标基因的猜谜游戏了。”
这项研究的发现也很重要，因为识别各种组织类型的干细胞是再生受损或功能失常组织的重要一步。
追踪癌细胞
研究人员发现，随着干细胞越来越分化，越来越像成年细胞，它们表达的基因越来越少。此前，其他研究人员已经注意到这种相关性，并认为这可能是一个有趣的巧合。但是纽曼和他的同事们是第一个在公共数据库中对数千个单细胞基因测试进行排序的人，他们证明了这种模式是一致和可靠的。
纽曼和该研究Gunsagar Gulati, MD-PhD学生,结合测量在细胞中得到表达的基因数量的测量每个基因的RNA复制创建数量作为一个计算机的基础算法,CytoTRACE,旨在确定发展先进的细胞。
癌性肿瘤可以包含数百万个细胞，每个细胞可能有数千个基因突变。肿瘤细胞是多种多样的。大多数是分化细胞，它们会自然死亡，而相对较少的是更危险的癌症干细胞，或肿瘤启动细胞。这些细胞很难找到，因此很难用目前的方法来描述，但用细胞追踪技术就容易得多。
“作为一个癌症研究员,我发现最令人兴奋的是,这个工具可以帮助我们找到已知的肿瘤起源细胞,一直负责抵抗治疗,转移和复发后治疗,”说,该研究Shaheen Sikandar,教官在干细胞生物学和再生医学研究所。
比“受过教育的猜测”更好
该研究的作者之一、医学教授迈克尔·克拉克(Michael Clarke)是第一位在实体肿瘤中发现癌症干细胞的研究人员。克拉克说，细胞追踪技术可以分析单个细胞中产生的所有RNA的数据，它可以迅速概括用传统方法需要数年才能完成的研究。
“我们目前发现癌症干细胞的细胞标记哪些标记是猜测可能是重要的,那么这些细胞和干细胞活动,”克拉克说,还在癌症生物学教授和副主任干细胞生物学和再生医学研究所。
他说，研究人员一次只能看到相对较少的标记，因此需要进行大量的分类和分析，最终，他们可能只能部分成功地找到他们正在寻找的干细胞的良好标记。“细胞痕迹让我们能够做的是首先找到干细胞或祖细胞，然后看看它们上面有什么独特的标记。”
在这篇论文中，研究人员描述了使用细胞追踪技术来查询三阴性乳腺癌的单细胞RNA数据。三阴性乳腺癌是一种比较少见但更危险的肿瘤，因为肿瘤的生长并不依赖于医生通常用来治疗乳腺癌的生化途径。细胞追踪不仅识别出了癌症干细胞的已知标记，它还发现了一种以前被认为不重要的标记。
“这个基因看起来有惊人的治疗潜力，”克拉克说。
"细胞内部的工作方式改变了"
细胞追踪技术也有可能改变研究人员寻找与其他疾病相关的干细胞的方式，Newman说。他说:“这个工具也可以用于寻找治疗阿尔茨海默病或其他退行性疾病的方法，在这些疾病中，干细胞功能的丧失可能是疾病过程的一部分。”
再生医学是通过干细胞的活性来修复病变或损伤组织的医学，沐鸣注册它要求分离特定于特定组织的纯化的干细胞群。例如，为了再生骨骼、心脏或眼睛，研究人员必须首先找到负责再生这些器官的干细胞。研究人员说，找到这些正常干细胞特有的标记就像找到癌症干细胞标记的过程一样——也就是说，是有根据的猜测、运气和实验室大量工作的结果。细胞追踪技术可以显著缩短这一过程。
古拉蒂说:“开发细胞追踪技术背后的主要动机之一是创造一种快速、准确识别人类干细胞的工具。”“但我们希望回答的另一个重要问题是，当细胞从一种状态转变为另一种状态时，细胞内部的工作机制是如何变化的。”这项研究开辟了一个全新的研究途径，来研究基因表达和DNA结构的全球变化如何影响细胞的状态。”
纽曼说，总的来说，这项研究显示了利用大数据通过计算机研究来促进生物学和医学进步的力量和前景，这些计算机研究补充了实验室的发现。
他说:“在我们的实验室里不可能收集到所有这些数据，但通过使用公共数据库并提出正确的问题，在生物学和医学上取得重大发现的可能性越来越大。”