據《紐約時報》報道，沒有人真正知道一些患有慢性淋巴細胞白血病（CLL）在治療后複發的原因。是不是有些癌細胞就是有抵抗力？研究人員通過使用一種稱之為“條形碼”的新技術，已經為這個謎團找到了一個意想不到的答案。他們發現治療並不總是針對正確的細胞。
根據一份新報告，科學家們發現，癌症並不總是起源於發現成熟的骨髓細胞。相反，對於一些患者來說，癌症的母體可能是原始的骨髓細胞，即幹細胞，它們產生了身體的所有白細胞和紅細胞。這些細胞不受化療的影響，可以產生新的癌細胞，導致複發。這一發現是“條形碼”方法的早期成果之一，它有助於研究癌症和其他疾病的起源。這些結果太新，不能導致病人的治療。但它們正在導致具有啟發性的發現，預計將激發出治療疾病的新方法。
該方法的工作原理是用一個“印記標記”單個細胞，並將其傳遞給所有細胞的後代。研究人員可以觀察一個細胞，注意它的“條形碼”，並一直追溯到它的起源–因為從最初的“條形碼”細胞產生的每個細胞都有同樣的“標記”。在胚胎髮育過程中進行“條形碼”的想法源於華盛頓大學的 Jay Shendure博士和他的同事，這類方法在2018年被《科學》雜誌譽為年度突破。現在，從胚胎細胞到癌細胞再到成熟細胞，都有各種各樣的“條形碼”方法。
例如，Shendure博士和賓夕法尼亞大學的另一組研究人員正在對患有胰腺癌的小鼠使用“條形碼”來研究癌細胞在其體內的擴散。在上述CLL的案例中，波士頓兒童醫院的Vijay Sankaran博士和他的同事通過利用無害的、自然發生的突變對人類癌細胞進行“條形碼編碼”，這些突變標誌着單個細胞並被其後代所繼承。 Sankaran博士說：“條形碼開始讓我們對癌症有了前所未有的認識。”
該技術還向哈佛大學醫學院的Leonard Zon博士揭示了一個令人驚訝的結果。他想研究意義未明的克隆性造血(CHIP)，這是一種常見但不為人知的情況，在老年人中很常見，會增加癌症和心臟病的風險。當單一造血幹細胞的後代佔據了全部或大部分的骨髓，擠壓了其他幹細胞時，就會發生CHIP。
為了調查，Zon博士在微小、透明的斑馬魚中用不同的顏色標記單個骨髓幹細胞。結果與患者的情況相似–當魚兒成年後，它們的血細胞有一半是單一顏色，這意味着它們是由單一幹細胞所衍生。
但一個細胞是如何“接管”的？
答案是令人驚訝的。主導細胞分泌有毒的炎症蛋白。這些蛋白質抑制了其他幹細胞的生長，並傷害了骨髓細胞的生長環境。但幹細胞“父母”存活下來，並不斷產生新的分泌毒素的後代。
該小組還在突變體細胞中發現了一個基因，使它們對炎症具有抵抗力。當他們阻斷該基因時，突變體細胞就不能再接管了。
波士頓兒童醫院的幹細胞生物學家Fernando Camargo解決了一個不同的問題–為什麼從捐贈者那裡移植健康骨髓幹細胞的標準癌症治療如此困難，往往讓患者容易受到嚴重感染？
當他和他的同事通過用被稱為CRISPR的基因編輯技術對小鼠的骨髓細胞進行基因標記時，他發現大家稱之為幹細胞的細胞並不是造血的主要貢獻者。Camargo博士說：“我們一直認為這些是通常產生你所有血液的相同細胞。”
相反，一組不同的細胞，他稱之為祖細胞，在活體動物中產生了大部分血液。在幹細胞移植中，祖細胞和假定的幹細胞都被移植，但祖細胞在新環境中迅速死亡。
現在的問題是：為什麼祖細胞不能在移植中存活？可能是為移植而清除骨髓的強劑量放療和化療，使骨髓變得不適宜。也可能是祖細胞與幹細胞一起注入血液后，無法找到進入骨髓的途徑。
Camargo博士說：“我們此前認為我們對造血幹細胞了如指掌。顯然，我們並沒有。”