发现！癌症“指纹”

一项新研究发现，不同类型的癌症都有自己独特的分子“标记”，这些标记在癌症早期就能被检测到。而且，只需要几个小时，通过一个小巧便携的扫描仪，就能几乎百分百准确地识别出它们。这个发现为开发新的、不用动刀子的诊断方法打下了基础，往后，我们能比现在更快更早地发现各种癌症。开启秘密的钥匙—核糖体巴塞罗那基因组调控中心（CRG）的研究人员们发现了这个秘密，而秘密的钥匙，就是核糖体。这个被称作细胞的“蛋白质工厂”的东西，过去，大家都以为核糖体在人体里都是一模一样的。但研究人员们发现，其实它们之间有细微的差别，这些差别就像是指纹一样，每个组织、每个发育阶段、每种疾病都有自己的特点。“我们的核糖体并不是都一样，它们会根据不同的组织有不同的特点，这些特点就像是我们身体内部的‘密码’，”研究的主要负责人，CRG的Eva Novoa教授说。“这些细微的差别能告诉我们很多关于健康和疾病的信息。”核糖体是什么东西核糖体是由蛋白质和一种特殊的RNA分子——核糖体RNA（rRNA）组成的。它们存在于细胞质中，既以游离形式分散于基质内，也作为附着形式紧贴于内质网、核膜或细胞质膜上，甚至在线粒体和叶绿体中也能找到它的身影。据统计，人体里95%的RNA都是这种核糖体RNA，它们在我们的细胞里无处不在。而关于它们的作用，真要探究起来，有些过于晦涩难懂了，因此，让我们想象一下，你的身体里有很多小小的“工厂”，这些“工厂”专门负责制造你身体需要的各种“零件”。这些“零件”其实就是蛋白质，它们是你身体运作不可或缺的部分，比如你的肌肉、头发、指甲，甚至是你身体里的各种酶和激素，都是由蛋白质构成的。那么，这些“工厂”是怎么制造蛋白质的呢？这就需要用到核糖体了。核糖体，你可以把它想象成是这些“工厂”里的“生产线”。它就像是一个小小的机器，能够读取一份“图纸”（这份“图纸”其实就是mRNA，它携带着制造蛋白质所需的遗传信息），然后按照“图纸”上的指示，把一个个的“原材料”（这些“原材料”就是氨基酸）组装起来，最终形成一条长长的“零件”（也就是蛋白质）。这个过程非常神奇，也非常精确。核糖体技艺高超，能够确保每一个“零件”都按照正确的顺序和方式被组装起来。而且，核糖体还非常“聪明”。它不仅能够根据“图纸”制造出不同的蛋白质，还能够根据需要调整“生产线”的速度和效率。比如，当你的身体需要更多的某种蛋白质时，核糖体就会加快工作，制造更多的这种蛋白质。指纹出现 识别癌症回到研究中去。研究人员从许多不同组织（包括大脑、心脏、肝脏和睾丸）中寻找人类和小鼠 rRNA 的所有类型的化学修饰。他们发现每个组织都有独特的 rRNA 修饰模式——他们称之为“表观转录组指纹图谱”。 “核糖体上的指纹告诉我们细胞来自哪里，”该研究的第一作者 Ivan Milenkovic 博士说。“这就像每个组织都在标签上留下了自己的地址，以防其细胞最终进入失物招领处。” 该团队在癌症患者的患病组织样本中发现了不同的指纹组，尤其是在肺和睾丸中。癌细胞就像是‘没装修好’的房子，它们总会掉落一些原本该有的‘装饰’，”Milenkovic博士说。“我们认为，这可能就是一个很重要的癌症标志。”研究人员们特别研究了肺癌。他们从20名早期或中期肺癌患者那里取得了正常和患病的组织样本，发现癌细胞的rRNA确实是“没装修好”的。他们还利用这些数据训练了一个算法，让它能根据这些独特的“指纹”来区分样本。这个测试在区分肺癌和健康组织上表现得几乎完美。“很多肺癌都是到了晚期才被发现的。但现在，我们可以更早地发现它，这以后可能会帮患者争取到宝贵的时间，”Milenkovic博士说。成功的秘诀这项研究之所以能成功，全靠一种叫做纳米孔直接RNA测序的新技术。这种技术能直接分析rRNA分子和它们所有的“装饰”。“它让我们能在自然状态下看到这些变化，”Novoa博士说。在纳米孔测序出现之前，传统的技术会把RNA分子处理得失去了那些细微的差别。但现在，纳米孔测序技术就像是一个“高清相机”，能捕捉到RNA分子的每一个细节。“以前，科学家们都会把核糖体RNA扔掉，因为他们觉得这是多余的信息。但现在，我们发现这些信息其实是‘金矿’，”Novoa博士说。纳米孔测序的好处就是它用的是一个小巧便携的设备，只需要把生物样本放进去，就能实时捕捉到RNA分子。这个研究只需要250个RNA分子就能区分出癌症细胞和正常细胞。而这只是纳米孔测序设备能力的一小部分。“我们完全有可能开发出一种快速、准确的检测方法，只需要一点点组织就能找到癌症的‘指纹’，”Novoa博士说。长远来看，研究人员们希望能开发出一种只需要血液样本就能检测癌症“指纹”的方法。这样就更不用动刀子了，只需要抽点血就行。不过，研究人员们也提醒说，要想把这个方法用到临床上，还需要做更多的工作。“我们只是刚刚开始，”Milenkovic博士说。“我们还需要更大规模的研究来验证这个方法在不同人群和不同癌症类型上的效果。”还有一个大问题没解决，那就是为什么癌症的“装饰”会发生变化。如果研究人员们能找到控制这些“装饰”添加或删除的机制，那么他们可能就能找到一种新的方法来逆转这些有害的变化。写在文末“我们正在慢慢解开这个谜团，”Novoa博士说。“相信不久的将来，我们就能完全理解细胞的语言了。”

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