癌細胞首先是一個單細胞，然后流氓式生長侵襲健康組織。但是，如果癌細胞積累有害突變的速度快于清除它們的速度，那么這些細胞的數量最終會消失嗎?

　　癌細胞如何避免完全的基因崩潰?

　　為了弄清問題的核心，一個來自北京和臺北的科學家團隊希望通過探索最著名的癌細胞hela細胞，從突變的角度獲得癌癥易損性的新提示。

　　1951年，它們與宮頸癌受害者Henrietta Lacks分離，成為第一個永生化細胞系，幫助開發脊髓灰質炎疫苗，并已成為任何體外藥物開發或癌癥研究的生物技術基礎資源。

　　他們仍然提供了充分的機會來進一步了解癌癥。

　　“在這項研究中，HeLa細胞不是用于揭示腫瘤發生的過程，而是主要用于解決潛在進化力的模型，這些模型需要足夠強大以在實驗室環境中進行測量。我們檢測了個體HeLa細胞之間生長速率的變化。監測來自共同祖先HeLa細胞群的克隆，“相應的作者陸雪梅說。

　　他們首先建立了源自祖先細胞系的HeLa細胞系(E6)。當E6的群體大小達到約5×10 4個細胞(15~16個分裂)時，在培養物中產生并建立5個單細胞克隆。他們對這些克隆進行DNA測序，對突變進行分類。他們關注的是拷貝數變異(CNV)而不是單個DNA變化，因為單核苷酸突變率太慢而不能在短期培養實驗中產生顯著的序列變異。

　　“然后我們通過計算機模擬細胞生長來估計有害突變率和每個突變的平均適合度降低，”作者Hurng-Yi Wang說。

　　總的來說，他們發現主要的突變影響基因的拷貝數，平均每個細胞分裂有0.29個有害事件。這些活動中的每一項都會使適應率降低18%。

　　他們的研究結果表明，癌細胞生長的異質性可以在很短的時間內產生，并且是可遺傳的和由遺傳性決定的。

　　“我們的估計表明HeLa細胞在每一代的適應性方面都降低了5%(0.29×0.18?5%)。我們的觀察結果表明，培養了足夠長時間的人類細胞仍然會產生有害的突變形式。 CNV高速且高強度。對于這樣的系統，突然崩潰可能是合理的。”

　　例如，當他們從B8(快速生長的克隆)和40個來自E3(慢生長克隆)的細胞中分離出39個細胞，并監測它們從單個細胞中生長7天時，大約有23%的B8和50%的E3由于細胞分離過程中造成的損傷或遺傳缺陷，細胞在七天內死亡。

　　大多數生長率<0.6的細胞系在2個月內死亡。總共只有60%的B8和27%的E3細胞存活了兩個多月。

　　接下來，他們從B8的每個單細胞來源的克隆中挑選出約20個細胞并計數它們的染色體數目。

　　染色體的數量遠遠超過46的正常人數。它們的染色體數在38到113之間，大多數(72%)細胞的染色體數在55到70之間，表明它們是三倍體。因此，盡管單細胞起源，后代僅在20-30個細胞分裂中迅速產生非整倍性，再次說明癌細胞中頻繁的細胞遺傳學變化。

　　盡管突變發生的水平、生長率的降低和染色體數目不再代表正常人，癌細胞仍然找到了生存的方法。

　　那么HeLa細胞如何持續存在?

　　“高有害突變率會讓人覺得HeLa細胞系早就滅絕了，”陸雪梅說。

　　他們的模擬結果表明，盡管大多數細胞積累了有害突變并且比祖先細胞更差，但仍有13.1%的細胞無突變。

　　“這些無突變的細胞可以避免種群滅絕。”

　　它也解釋了為什么即使化療治療成功地殺死了90%的癌細胞，也可能還不夠。

　　這項新的研究不僅促進了人們對HeLa細胞和腫瘤的進化的理解，而且也促進了對多細胞生物細胞在培養過程中的理解。在未來的研究中，科學家們希望利用他們的癌細胞適應性和生長速率的發現來了解癌細胞如何更容易受到最近新興的檢查點抑制劑藥物的影響。