单细胞拷贝数变异与事件历史重建的SCICONE模型

肿瘤的发展过程中,基因组拷贝数变异(Copy Number Alterations, CNAs)是驱动肿瘤异质性和进化的重要因素。理解这些变异对于开发个性化的癌症诊断和治疗方法至关重要。单细胞测序技术提供了最高分辨率的拷贝数分析,能够深入到单个细胞水平。然而,低读深(low read-depth)的全基因组测序数据给拷贝数变异的检测带来了巨大的统计和计算挑战。现有的计算方法大多忽略了细胞之间的进化关系,导致检测结果不够准确。因此,开发一种能够结合细胞进化历史的拷贝数检测方法成为当前研究的迫切需求。 论文来源 本论文由ETH Zurich(瑞士联邦理工学院)和SIB Swiss Institute of Bioinformatics(瑞士生物信息学研究所)的研究团队共同完成,主要作者包括Jac...

演变中的肿瘤的生命历史动力学:任务专业化、权衡及肿瘤异质性见解

癌细胞国际 (Cancer Cell International) - 综述报告 背景和研究动机 在过去几十年中,癌症的进化研究逐渐揭示出癌细胞的进化模式与物种进化具有诸多相似之处,这一观念的提出改变了我们对肿瘤演化和异质性的理解。癌症是由单一细胞突变和增殖引发的,在肿瘤微环境和体内选择压力下,癌细胞通过多种进化机制不断积累突变,形成异质性肿瘤群体。癌细胞的进化过程不仅受达尔文自然选择的影响,还涉及基因漂变、中性进化等非达尔文机制。肿瘤进化学的出现促使科学家们重新审视癌症进化中的“生命史动态”——即在演化过程中,癌细胞在增殖和转移能力上做出的资源分配与权衡(trade-offs)。这些权衡使癌细胞在肿瘤的生命周期中表现出不同的特征,也促使了肿瘤异质性的加深。 本文的作者Mahmoud Ahm...

利用可记录条形码的克隆谱系追踪揭示前列腺癌转移的迁移历史

title: “利用可记录条形码的克隆谱系追踪揭示前列腺癌转移的迁移历史” author: Ryan N. Serio, Armin Scheben, *Billy Lu, *Domenic V. Gargiulo, Lucrezia Patruno, Caroline L. Buckholtz, Ryan J. Chaffee, Megan C. Jibilian, Steven G. Persaud, Stephen J. Staklinski, Rebecca Hassett, Lise M. Brault, Daniele Ramazzotti, Christopher E. Barbieri, Adam C. Siepel, #, Dawid G. Nowak journal: C...

通过选择基因驱动编程肿瘤进化以主动对抗耐药性

选择性基因驱动器编程肿瘤进化以主动对抗药物耐药性 随着肿瘤的发展,针对癌症的靶向疗法通常会因药物抵抗性的进化而失败。本研究展现了一种可重复操纵肿瘤进化以设计治疗机会的方式,即使在遗传异质性预先存在的情况下。我们开发了一种选择性基因驱动器系统,可以稳定地引入到癌细胞中,由两个基因(或开关)组成,将可诱导的适应性优势与共享的适应性成本相耦合。利用随机模型的进化动力学,我们确定了选择性基因驱动器的设计准则,并建造了可以利用多个已批准的酪氨酸激酶抑制剂选择性压力的原型,并采用了多种治疗机制,如前药催化和免疫活性诱导。我们证明选择性基因驱动器能在体外消除多种形式的遗传抗性。最终,我们展示了在小鼠实体瘤模型中,模型引导的开关激活可以有效针对预先存在的抗性。这些结果为进化引导的抗癌治疗确立了选择性基因驱动...