《分子細胞》雜誌11日發佈了一項研究,指出不同類型的癌症擁有獨特的分子“指紋”,這些特徵可以在疾病早期被檢測到。這項由巴賽隆納基因組調控中心進行的研究發現,利用小型可攜式掃描器只需幾個小時,就能以極高的精度獲取這些“指紋”,為開發新的非侵入性診斷測試鋪平了道路。這種測試能夠比現有方法更快、更早地識別出各種類型的癌症。
“表觀轉錄組指紋”的藝術概念圖。圖片來源:巴賽隆納基因組調控中心
該研究聚焦於核糖體——細胞內的蛋白質製造工廠。傳統上認為,核糖體在整個身體中遵循相同的結構設計。但此次團隊揭示:化學修飾在不同的組織類型、發育階段以及疾病狀態之間存在差異。這些化學修飾作用於核糖體RNA(rRNA),可以改變核糖體的功能。
團隊檢查了人類和小鼠多個器官(包括大腦、心臟、肝臟和睾丸)中的rRNA,發現每種組織都有其獨特的rRNA修飾模式,稱為“表觀轉錄組指紋”。
這些核糖體上的獨特標記能夠表明細胞的來源,就像每個組織在其細胞上留下了自己的地址標籤一樣。在對癌症患者病變組織樣本的研究中,他們發現了肺癌和睾丸癌特有的“指紋”組合。
團隊針對肺癌進行了更深入研究。他們從20名處於Ⅰ期或Ⅱ期肺癌的患者體內收集了正常和患病組織樣本,並確認癌細胞確實存在rRNA修飾不足的情況。基於這些數據,他們訓練了一種演算法,能根據獨特的分子“指紋”準確地區分樣本。這種方法在區分肺癌與健康組織時表現出幾乎完美的準確性,因為大多數肺癌通常是在晚期才被發現,而新方法能夠在更早階段檢測到它,從而為患者爭取更多治療時間。
這項成就得益於納米孔直接RNA測序技術的進步,該技術允許直接分析rRNA分子及其所有修飾。納米孔測序的優勢在於它使用小型、可攜式測序設備,這類設備足夠小巧,可以放在手掌中。通過將生物樣本置入機器,它可以即時捕捉並分析RNA分子。
研究證明,僅需掃描約250個來自組織樣本的RNA分子,就能區分癌細胞和正常細胞,而這僅僅是納米孔測序設備能力的一小部分。
這項研究不僅挑戰了我們對核糖體一致性的傳統認知,還引入了一種全新的癌症檢測方法。因為每種類型的癌症都有其獨特的“表觀轉錄組指紋”,這就為開發快速、非侵入性的診斷工具奠定了基礎。未來,醫生們甚至有望實現僅通過血液樣本就能進行癌症篩查的目標,大大減少對患者身體的侵擾,同時提高早期發現的可能性。
來源:中國科技日報