生物医学工程研究人员开发了一种新的细胞分类器工具，可以更高分辨率地观察神经上皮干细胞的生命周期，从而发现和探索了一种称为神经 G0 的新静息期。这些知识可以帮助科学家更好地了解神经胶质瘤脑肿瘤并开发新的治疗方法。

亚利桑那州立大学 Ira A. Fulton 工程学院生物医学工程助理教授 Christopher Plaisier 和 Plaisier 实验室生物医学工程博士生 Samantha O'Connor 正在引领干细胞研究进入新阶段生命周期可能是开启脑癌治疗新方法的关键。他们的工作最近发表在研究期刊上 分子系统生物学。

Plaisier 说：“细胞周期是一个经过充分研究的事物，但在这里我们无数次地再次研究它，一个新的阶段突然出现在我们面前。” “生物学总是有新的见解向我们展示，你只需要看看。”

这一发现的火花来自与西雅图 Fred Hutchinson 癌症研究中心副教授 Patrick Paddison 和华盛顿大学神经外科助理教授 Anoop Patel 博士的合作，他也参与了 Fred哈钦森癌症研究中心。

Paddison 的团队请 Plaisier 帮助分析他们的大脑干细胞数据，这些数据通过称为单细胞 RNA 测序的过程进行表征。

“结果证明这些数据非常惊人，”Plaisier 说。 “它映射成这个美丽的圆形图案，我们将其识别为细胞周期的所有不同阶段。”

O'Connor 开发了一种新的细胞周期分类器工具——称为 ccAF，或细胞周期 ASU/Fred Hutchinson 以代表这两个机构之间的合作——它可以更近距离地“高分辨率”地观察干细胞生长周期内发生的事情细胞并识别可用于跟踪细胞周期进展的基因。

“我们的分类器深入细胞周期，因为我们捕获的片段可能对疾病有重要意义，”O'Connor 说。

当 Plaisier 和 O'Connor 使用 ccAF 工具分析胶质瘤肿瘤的细胞数据时，他们发现肿瘤细胞通常处于神经 G0 或 G1 生长状态。随着肿瘤变得更具侵袭性，越来越少的细胞保持在静息神经 G0 状态。这意味着越来越多的细胞正在增殖并使肿瘤生长。

他们将这些数据与胶质母细胞瘤患者的预后相关联，胶质母细胞瘤是一种特别具有侵袭性的脑肿瘤。那些肿瘤细胞中神经 G0 水平较高的人的肿瘤侵袭性较低。

他们还发现，静止的神经 G0 状态与肿瘤的增殖率或其细胞分裂和产生新细胞的速度无关。

“这是我们结果中的一个有趣发现，静止本身可能是一个不同的生物过程，”Plaisier 说。 “这也是我们可以寻找新药物治疗的潜在点。如果我们能将更多细胞推入静止状态，肿瘤的侵袭性就会降低。”

目前的癌症药物治疗重点是杀死癌细胞。然而，当癌细胞被杀死时，它们会将细胞碎片释放到肿瘤周围区域，这会导致剩余的细胞对药物产生更强的抵抗力。

“因此，如果我们让它们休眠，而不是杀死细胞，情况可能会好得多，”Plaisier 说。

使用他们的 ccAF 工具，他们还能够在细胞周期的开始和结束时找到存在于众所周知的状态之间的新状态。这些是他们下一阶段研究的主题之一。

“我们开始考虑深入研究这些问题的方法，并更多地了解细胞周期进入和退出的生物学，因为这些可能是细胞进入 G1 状态或 G0 状态的重要点，”Plaisier说。

弄清楚是什么触发细胞进入分裂周期或保持在 G0 静息状态可能有助于理解肿瘤生长背后的过程。

“任何癌症的主要特征是细胞在增殖，”Plaisier 说。 “如果我们能进入那里并弄清楚这些机制是什么，那可能是一个让它们慢下来的地方。”

Plaisier 和 O'Connor 正在使 ccAF 分类器工具开源并以多种格式提供给任何研究单细胞 RNA 测序数据的人，以简化研究细胞周期的过程。

材料 由...提供 亚利桑那州立大学.