高密度サンプリングによる人体腫瘍の体積成長の発見

核心概念

腫瘍細胞の分裂、運動、死亡によって固形腫瘍の進化が支配されており、遺伝子変異がこの動態を追跡するためのマーカーとして機能する。高解像度のサンプリングデータを分析した結果、腫瘍は均一な体積成長を示し、表面成長は観察されなかった。

要約

本研究では、肝細胞がんの高解像度サンプリングデータを分析し、腫瘍の初期進化ダイナミクスを明らかにした。

• 腫瘍細胞は腫瘍体積全体で均一に増殖し、表面近傍での優先的な増殖は見られなかった。
• 変異は腫瘍全体に広く分散しており、細胞の押し合いによる拡散が主要な要因と考えられる。この拡散は、限られたサンプルからでも腫瘍の遺伝的多様性を捉えられることを示唆する。
• 細胞死のレートは細胞分裂のレートとほぼ同等であり、腫瘍は増殖と消失のバランスの上に成長していることが明らかになった。
• 変異シグネチャーの解析から、腫瘍の初期と後期で変異プロセスが変化していることが示された。

統計

腫瘍体積全体の10%の細胞サンプルから、全体の75%の変異を検出できる。
細胞死のレートは細胞分裂のレートとほぼ同等である。
推定された変異率は1細胞分裂あたり0.015回である。

引用

"腫瘍細胞の分裂、運動、死亡によって固形腫瘍の進化が支配されており、遺伝子変異がこの動態を追跡するためのマーカーとして機能する。"
"腫瘍は増殖と消失のバランスの上に成長している。"

抽出されたキーインサイト

High-density sampling reveals volume growth in human tumours

by Angaji,A., O... 場所 www.biorxiv.org 12-10-2023

https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.12.10.570995v1

深掘り質問

腫瘍の表面成長と体積成長の違いが、治療反応性にどのような影響を及ぼすか?

腫瘍の表面成長と体積成長の違いは、治療反応性に重要な影響を与える可能性があります。例えば、表面成長の腫瘍は、周囲の健康な組織に近い部分で細胞が主に分裂する傾向があります。このような成長パターンは、腫瘍の境界部分での栄養供給や代謝廃棄物の蓄積、または腫瘍中心部での機械的ストレスなどに関連しています。一方、体積成長の腫瘍では、細胞は腫瘍内のどの部位にいても均一に成長します。このような成長パターンは、腫瘍内の遺伝子変異や細胞の分散に影響を与える可能性があります。
治療反応性においては、表面成長の腫瘍は周囲の組織との境界が明確であり、治療の到達性や効果が異なる可能性があります。一方、体積成長の腫瘍は内部の細胞が均一に成長するため、治療薬の浸透や効果がより一様に及ぶ可能性があります。また、腫瘍内の細胞の分散が異なる成長モードによって異なることから、治療薬の効果や薬剤耐性の発生にも影響を与える可能性があります。

腫瘍の表面成長と体積成長の違いは、腫瘍の浸潤や転移にどのように関係するか?

腫瘍の表面成長と体積成長の違いは、腫瘍の浸潤や転移に直接関連しています。表面成長の腫瘍は、周囲の組織との境界部分で細胞が活発に分裂するため、周囲の組織に浸潤する可能性が高くなります。このような成長パターンは、腫瘍が周囲の組織に侵入しやすくなることを意味します。
一方、体積成長の腫瘍は、腫瘍内のどの部位でも細胞が均一に成長するため、腫瘍全体が一様に拡大します。この成長パターンは腫瘍の浸潤や転移を抑制する可能性があります。体積成長の腫瘍は内部の細胞が均一に成長するため、腫瘍が一体として拡大し、外部への浸潤や転移が制限される可能性があります。

腫瘍の変異プロセスの時間的変化は、がんの発症や進行にどのような意味を持つのか?

腫瘍の変異プロセスの時間的変化は、がんの発症や進行に重要な意味を持ちます。例えば、特定の変異シグネチャが腫瘍の初期段階で支配的である場合、その変異プロセスががんの発症に関与している可能性があります。一方、腫瘍が進行するにつれて異なる変異シグネチャが支配的になる場合、がんの進行や転移に関連する新たな変異プロセスが活性化している可能性があります。
時間的変化を追跡することで、がんの進行における重要なイベントや変異プロセスの変化を理解することができます。特定の変異シグネチャが時間とともに消失する場合、その変異プロセスが制御されたり、外部要因の影響を受けたりしている可能性があります。逆に、新たな変異シグネチャが出現する場合、がんの進行や治療耐性の獲得に関連する新たな変異プロセスが活性化している可能性があります。時間的変化を追跡することで、がんの進行や治療への適切なアプローチを見出す手助けとなるでしょう。