Αφηρημένο

Ιστορικό

Είναι δυνατόν να συναχθεί το παρελθόν των πληθυσμών συγκρίνοντας τα γονιδιώματα μεταξύ των ατόμων. Σε γενικές γραμμές, τα μεγαλύτερα πληθυσμοί έχουν περισσότερα γονιδιωματικής διαφορετικότητας από τους νεότερους πληθυσμούς. Η δύναμη της επιλογής μπορεί επίσης να συναχθεί από την ποικιλομορφία του πληθυσμού. Αν η επιλογή είναι ισχυρή και συχνά εξαλείφει λιγότερο κατάλληλα παραλλαγές, η ποικιλομορφία θα είναι περιορισμένη, διότι νέων, αρχικά ομοιογενείς πληθυσμούς αναδύονται συνεχώς.

Μεθοδολογία και Αποτελέσματα

Εδώ έχουμε μεταφράσει μια προσέγγιση στη γενετική του πληθυσμού σε ανθρώπινα σωματικά καρκίνου κυτταρικών πληθυσμών με τη μέτρηση γονιδιωματική ποικιλότητα εντός και μεταξύ των μικρών καρκίνο του παχέος εντέρου (CRC) αδένες. ιστοκαλλιέργεια ελέγχου και ξένου μοσχεύματος πειράματα δείχνουν ότι η ποικιλομορφία του πληθυσμού ορισμένων προτύπων μεθυλίωσης του DNA των επιβατών έχει μειωθεί μετά την κλωνοποίηση, αλλά στη συνέχεια αυξάνεται με το χρόνο. Όταν μετρώνται σε πληθυσμούς CRC αδένα, η ποικιλομορφία μεθυλίωση των επιβατών από διαφορετικά μέρη του εννέα CRCs ήταν σχετικά υψηλή και ομοιόμορφη, συνεπής με μεγαλύτερα, σταθερή καταγωγές αντί μίγματα των νεότερων ομοιογενών πληθυσμών που προκύπτουν από συχνούς κύκλους επιλογής. Η ποικιλομορφία των έξι μεταστάσεων ήταν επίσης υψηλή, γεγονός που υποδηλώνει τη διάδοση νωρίς μετά τον μετασχηματισμό. Διαφορετικότητα ήταν χαμηλότερη σε ανεπαρκή επιδιόρθωση του DNA αναντιστοιχία αδένες CRC, ενδεχομένως υποδηλώνει περισσότερο την επιλογή και την κατάργηση των λιγότερο κατάλληλα παραλλαγές όταν οι ρυθμοί μετάλλαξης είναι αυξημένα.

Συμπέρασμα /Σημασία

Η πολλά ωτοστόπ επιβατών παραλλαγών που παρατηρήθηκαν σε πρωτογενών και μεταστατικών κυτταρικών πληθυσμών CRC είναι συνεπείς με σχετικά παλιά πληθυσμούς, γεγονός που υποδηλώνει ότι κλωνική εξέλιξη που οδηγεί σε επιλεκτική σαρώνει μπορεί να είναι σπάνια μετά από μετασχηματισμό. Η επιλογή σε ανθρώπινους καρκίνους φαίνεται να είναι μια ασθενέστερη από τεκμαίρεται δύναμη μετά από μετασχηματισμό, συνεπής με την παρατηρούμενη σπανιότητα των μεταλλάξεων οδηγού σε γονιδιώματα του καρκίνου. Φαινοτυπική πλαστικότητα παρά τη σταδιακή απόκτηση νέων μεταλλάξεων οδηγός μπορεί καλύτερα υπόψη για τους πολλούς διαφορετικούς φαινοτύπους εντός ανθρώπινους όγκους

Παράθεση:. Σίγκμουντ KD, Μαντζουράνα P, Tavaré S, Shibata D (2011) Υψηλή μεθυλίωσης του DNA Μοτίβο ενδονεοπλασματική Η πολυμορφία συνεπάγεται Ασθενής επιλογής σε πολλούς καρκίνους του Ανθρώπου του παχέος εντέρου. PLoS ONE 6 (6): e21657. doi: 10.1371 /journal.pone.0021657

Επιμέλεια: Χρήστος Τ L. Chan, Πανεπιστήμιο του Χονγκ Κονγκ, Χονγκ Κονγκ

Ελήφθη: 14 Δεκέμβρη του 2010? Αποδεκτές: 6 Ιουν 2011? Δημοσιεύθηκε: 28 Ιούνη 2011

Copyright: © 2011 Siegmund et al. Αυτό είναι ένα άρθρο ανοικτής πρόσβασης διανέμεται υπό τους όρους της άδειας χρήσης Creative Commons Attribution, το οποίο επιτρέπει απεριόριστη χρήση, τη διανομή και την αναπαραγωγή σε οποιοδήποτε μέσο, ​​με την προϋπόθεση το αρχικό συγγραφέα και την πηγή πιστώνονται

Χρηματοδότηση:. Αυτό το έργο υποστηρίχθηκε από επιχορηγήσεις από το Εθνικό Ινστιτούτο Υγείας (R33 CA111940 και R21 CA149990). ST υποστηρίζεται εν μέρει από μια επιχορήγηση από CRUK. Οι χρηματοδότες δεν είχε κανένα ρόλο στο σχεδιασμό της μελέτης, τη συλλογή και ανάλυση των δεδομένων, η απόφαση για τη δημοσίευση, ή την προετοιμασία του χειρογράφου

Αντικρουόμενα συμφέροντα:.. Οι συγγραφείς έχουν δηλώσει ότι δεν υπάρχουν ανταγωνιστικά συμφέροντα

Εισαγωγή

ένα εμπόδιο για την καλύτερη κατανόηση του καρκίνου στον άνθρωπο είναι η ανικανότητα να παρατηρήσουν άμεσα το πώς εξελίσσονται οι καρκίνοι. Η εξέλιξη είναι κλινικά σημαντικό, με εντοπισμένο καρκίνους πιο εύκολα αντιμετωπίζεται από βαθιά επεμβατική ή μεταστατικούς καρκίνους. Μια λογική υπόθεση είναι ότι εξέλιξη παρατηρείται σταδιακή μετά από μετασχηματισμό (Σχήμα 1) με τη διαδοχική επιλογή των νέων μεταλλάξεων του οδηγού και πιο κακοήθεις φαινοτύπους με κλωνική εξέλιξη [1], όπως τα καρκινικά κύτταρα αντιμετωπίζουν και στη συνέχεια να αποικίσουν νέες μικροπεριβάλλοντα. Ωστόσο, μια πρόσφατη μελέτη γονιδιώματος του καρκίνου [2] φαίνεται ότι μεταστάσεις έχουν σχετικά λίγες επιπρόσθετες μεταλλάξεις σε σύγκριση με πρωταρχικό του παχέος εντέρου τους (CRCs). Περίπου το 97% των μεταλλάξεων που υπάρχουν στα μεταστάσεις είχαν επίσης εντοπιστεί σε πρωτογενείς όγκους τους, και τα λίγα επιπλέον μεταλλάξεις δεν έχουν προφανή μεταστατικό ρόλους.

Σταδιακή επιλογή και κλωνική εξέλιξη δημιουργεί πληθυσμούς των διαφόρων διαφορών και των φαινοτύπων επειδή δημιουργούνται σε διαφορετικούς χρόνους από διαφορετικούς προγόνους μετά από μετασχηματισμό. Αντίθετα, η ποικιλομορφία του ενιαίου κλωνική επέκταση είναι σχετικά ομοιόμορφη.

Η

Εναλλακτικά, η ικανότητα να εισβάλουν ή μεταστάσεις μπορεί να υπάρχει ήδη κατά το χρόνο της μετατροπής [3], επιτρέποντας την εξέλιξη χωρίς περαιτέρω κλωνική εξέλιξη (Σχήμα 1). Φαινοτυπικές διαφορές μεταξύ των καρκινικών κυττάρων θα προκύψουν δευτερεύουσες σε φαινοτυπική πλαστικότητα [4], [5] και όχι την απόκτηση νέων μεταλλάξεων του οδηγού. Μια βασική διαφορά μεταξύ αυτών των μοντέλων είναι η απόδοση της επιλογής να δράσει πάνω παραλλαγή κύτταρα που αναπόφευκτα συσσωρεύονται με το χρόνο. Η επιλογή εξαρτάται από την παραλλαγή, αλλά η επιλογή δεν μπορεί εύκολα να εισάγει διακρίσεις μεταξύ των καρκινικών κυττάρων, επειδή τα περισσότερα μεταλλάξεις φαίνεται να είναι ουδέτερες μεταλλάξεις των επιβατών [6], [7]. Παρά το γεγονός ότι θετική ή αρνητική επιλογή είναι δύσκολο να ποσοτικοποιηθεί, υπάρχει μια μακρά ιστορία που χρησιμοποιούν την παραλλαγή σε ουδέτερο ή ωτοστόπ θέσεις επιβατών σε ένα πληθυσμό η μέτρηση της δύναμης της επιλογής, η οποία αντιτίθεται παρασύρει με την εξάλειψη των λιγότερο κατάλληλα παραλλαγές [8]. Επειδή ουδέτερη αλλαγές επιβατών είναι πιο συχνές από τις αλλαγές του οδηγού [6], [7], πολλές αλλαγές επιβάτης μπορεί να συσσωρεύονται μέσα στους πληθυσμούς του όγκου μεταξύ επιλεκτική σαρώνει.

Οι μετρήσεις του όγκου ετερογένεια είναι περίπλοκη, επειδή πολλοί μηχανισμοί μπορούν να συμβάλουν στη διαφορετικότητα [4 ]. Μέτρηση της ποικιλομορφίας σε ένα μεγάλο πληθυσμό όγκου είναι προβληματική επειδή εάν η επιλογή είναι ισχυρή, μπορεί να επιλεγεί πολλές διαφορετικές παραλλαγές, κάθε βέλτιστη για την επιβίωση μέσα στις πολλές διαφορετικές μικροπεριβάλλοντα ενός όγκου. Για την ελαχιστοποίηση των περιβαλλοντικών ετερογένεια και επειδή η πιο άμεση μάχη για επιβίωση εμφανίζεται μεταξύ γειτονικών κυττάρων, μία ευαίσθητη δοκιμή για την επιλογή είναι η ποσότητα της διακύμανσης μεταξύ μικρών ομάδων γειτονικών κυττάρων εντός ενός ενιαίου μικροπεριβάλλον, ειδικά αφού στερέωση είναι ταχύτερη σε μικρότερους πληθυσμούς [9]. Παρά το γεγονός ότι οι απόγονοι ενός μόνο επιλεγμένο κύτταρο δεν μπορεί να σαρώσει ευρέως, σε ένα ελάχιστο επιλογής θα πρέπει να είναι σε θέση να ομογενοποιήσει άμεση γειτονιά και μικροπεριβάλλον του. Εκτεταμένη ετερογένεια μεταξύ των γειτονικών καρκινικών κυττάρων θα πρότεινα επιλογή δεν συχνά τη βελτιστοποίηση γυμναστήριο, ακόμη και μέσα σε μικρούς πληθυσμούς.

παχέος αδενοκαρκινώματα έχουν νεοπλασματικών αδένες ότι τα κύτταρα του όγκου διαμέρισμα σε ξεχωριστές μικρές γειτονιές. Η έκταση της ωτοστόπ ποικιλομορφία εντός και μεταξύ των αδένων εξαρτάται από τη χρονική στιγμή της τελευταίας κλωνική επέκταση ή επιλεκτική σάρωσης (Σχήμα 2). Ένα επιλεγμένο παραλλαγή κυττάρων και των απογόνων του θα κυριαρχήσει αρχικά αδένα του και θα μπορούσε στη συνέχεια σχηματίζουν επιπλέον γειτονικές αδένες, δημιουργώντας ένα κομβικό πληθυσμού με σχετικά ομοιόμορφη ποικιλομορφία. Σε ακραία του, ένας ολόκληρος όγκος μπορεί να δημιουργηθεί από ένα και μόνο κλωνική επέκταση. Εδώ μετράμε γονιδιώματος του καρκίνου παραλλαγή του DNA των επιβατών μοτίβο μεθυλίωσης στο μικρό (2.000 έως 10.000 κυττάρων) θραύσματα αδένα από διαφορετικά μέρη του ίδιου του ανθρώπου CRCs και συνάγουν κλωνική εξελικτική συμφόρησης συμβαίνουν συχνά μετά από μετασχηματισμό.

Ένας άνδρας καρκινικό κύτταρο περιέχει ένα ενιαίο πρότυπο μεθυλίωσης σε ένα πλούσιο CpG περιοχή του χρωμοσώματος Χ. Το μοτίβο μεθυλίωσης επιβάτης θα παρασύρει και ωτοστόπ με την τύχη των κυττάρων του. Μετά από κλωνική επέκταση, ο πληθυσμός των καρκινικών κυττάρων θα είναι αρχικά ομοιογενή, αλλά παραλλαγή κύτταρα (διάφορα χρώματα) και μοτίβα μεθυλίωσης των επιβατών θα προκύψουν από τη μετακίνηση (σφάλματα αντιγραφής). Ένα ποικίλο πληθυσμό έχει τρεις μοίρες. Αν συμβεί καμία επιλογή, ο πληθυσμός θα συνεχίσει να παρασύρει και να γίνει πιο ποικιλόμορφη. Ισχυρή θετική επιλογή μιας παραλλαγής (μπλε) κύτταρο καταλήγει σε ένα σκούπισμα ή κλωνική εξέλιξη, με ομογενοποίηση του πληθυσμού και ωτοστόπ μεθυλίωση των επιβατών. Ασθενής αρνητική ή φόντο επιλογή οδηγεί σε απώλεια μιας παραλλαγής κυττάρων (μπλε) και μείωση της ποικιλότητας των ωτοστόπ μοτίβα μεθυλίωσης. Ως εκ τούτου, η δύναμη της επιλογής μπορεί να συναχθεί από τη μέτρηση των PWDs της ωτοστόπ μοτίβα μεθυλίωσης επιβατών σε ένα πληθυσμό.

Η

Αποτελέσματα

Ανίχνευση Επιλογή και κλωνική εξέλιξη σε

Πειραματικό σύστημα

Επειδή σωματικές μεταλλάξεις είναι σχετικά σπάνιες σε ανθρώπινο CRCs (& lt? 1 ανά 100.000 βάσεις [6], [10]), έχουμε απασχολούνται τη σειρά του DNA επιβάτη μεθυλίωσης 5 ‘προς 3’ σε σύντομο περιοχές πλούσιες σε CpG ως επιγενετικών σωματικών κυττάρων μοριακό ρολόι [11]. Το 5 ‘προς 3’ σειρά της μεθυλίωσης χρησιμοποιείται (όπως και το 5 ‘προς 3’ σειρά των αλληλουχιών βάσης) για τη μέτρηση γονιδιωματική παραλλαγή, η οποία θα πρέπει ωτοστόπ με τις τύχες των κυττάρων τους (Σχήμα 2). πρότυπα των επιβατών μεθυλίωσης θα πρέπει να είναι αρχικά ομοιογενές και στη συνέχεια γίνονται όλο και πιο πολυμορφικό μετά από μια κλωνική εξέλιξη συμφόρησης. Στα πρώτα πειράματα, έχουμε εξακριβώσει ότι αυτά τα μοτίβα μεθυλίωσης επιβάτη ή ετικέτες μπορεί να καταγράψει μια απλή κλωνική κύκλο εξέλιξης: πολυκλωνικός πληθυσμός → μονοκλωνικού πληθυσμού → πολυκλωνικά πληθυσμού. Αυτή η δυσχέρεια (Σχήμα 2) μπορεί να προσομοιωθεί με κλωνοποίηση και στη συνέχεια επεκτείνεται μονά κύτταρα σε καλλιέργεια ιστού και στη συνέχεια ως υποδόρια ξενομοσχεύματα σε γυμνά ποντίκια (Σχήμα 3Α). ετικέτες X-χρωμόσωμα (BGN και LOC, ακολουθίες tag και τα δεδομένα του δείγματος παρέχονται στο Σχ S1) και εξετάστηκαν ένα αρσενικό διπλοειδή κυτταρική γραμμή CRC (Lovo) (ένα μόνο epiallele ανά κύτταρο). Η ετικέτα LOC ​​φαίνεται να έχουν ένα υψηλότερο ποσοστό σφάλματος αντιγραφής από την ετικέτα λέβα [12], και ως εκ τούτου θα πρέπει να γίνει πολυμορφικά γρηγορότερα. Epialleles ελήφθησαν δείγματα από όξινο θειώδες αλληλούχιση κλωνοποιημένα προϊόντα PCR του DNA που εκχυλίζεται από τις καλλιέργειες ή μικρά ξενομοσχεύματος θραύσματα (5 έως 6 τεμάχια ανά ξενομοσχεύματος, ~2,000 έως 10.000 κύτταρα ανά τεμάχιο). Διαφορετικότητα μετριέται με ζεύγη απόσταση (ΑμεΑ).

Α. Σχηματική της κλωνοποίησης απλού κυττάρου Lovo, για πρώτη φορά στην κουλτούρα και στη συνέχεια ως ξενομοσχεύματα, προσομοιώνοντας μια κλωνική συμφόρησης εξέλιξη. Β Ωτοστόπ ποικιλομορφία μειώνεται και, στη συνέχεια, αυξάνει τον πολιτισμό και τα ξενομοσχεύματα μετά από κλωνοποίηση απλού κυττάρου. (Χ εκπροσωπεί ανεξάρτητους κλώνους μόνο κύτταρο στον πολιτισμό, και Ο αντιπροσωπεύουν τα ΑμεΑ μέσους όρους μεταξύ των ετικέτες απομονωθεί 5-6 μικρά ξενομόσχευμα θραύσματα) Η ετικέτα LOC ​​έχει υψηλότερο ποσοστό σφάλματος σε σύγκριση με την ετικέτα BGN [12], και πιο γρήγορα αποκαθιστά την ποικιλομορφία δει σε πολύκλωνα πληθυσμούς. Γ Συγκρίσεις μεταξύ θραύσματα αποδεικνύουν intergland PWDs είναι μικρότερα μεταξύ κλωνική σχέση όγκων και μεγαλύτερη μεταξύ μη συνδεδεμένων όγκων, υποδεικνύοντας την ικανότητα των LOC ή BGN ετικέτες για τον εντοπισμό και τη διάκριση μεταξύ νέων και ηλικιωμένων κλωνική επεκτάσεις (κύκλοι είναι οι μέσοι όροι των συγκρίσεων θραύσματος μεταξύ των διαφόρων ξενομοσχευμάτων, και τα μπαρ είναι συνολικά κατά μέσο όρο) Δ ξενομοσχεύματος intragland PWDs είναι συνήθως σχεδόν τόσο μεγάλη όσο PWDs intergland τους, υποδεικνύοντας ότι τα μικρά θραύσματα των όγκων είναι σχεδόν τόσο διαφορετικές όσο οι όγκοι τους.

Η

Το πολυκλωνικό πολιτισμού και μικρά θραύσματα ξενομοσχευμάτων της ήταν διαφορετικούς πληθυσμούς, με πολλά διαφορετικά σχέδια ετικέτα και σχετικά υψηλή PWDs (Σχήμα 3). Μετά την κλωνοποίηση απλού κυττάρου, ποικιλομορφία ετικέτα μειώθηκαν αλλά στη συνέχεια αυξήθηκε. Η μείωση αυτή και η επακόλουθη αύξηση της ποικιλομορφίας ετικέτα μετά την κλωνοποίηση απλού κυττάρου δεν ήταν αυστηρά ρολόι-σαν, επειδή κάποιοι νεότεροι κλώνοι ήταν πιο ποικιλόμορφη από ορισμένες παλαιότερες κλώνους (Σχήμα 3Β). Ωστόσο, πρότυπο ετικέτα αλλάζει γενικά καταγράφεται η πειραματική κλωνική σενάριο εξέλιξης μιας ενιαίας συμφόρησης κύτταρο ακολουθούμενη από κλωνική επέκταση και αύξηση της PWDs.

Ανίχνευση Σταδιακή εξέλιξη σε ένα σύστημα Πειραματική

Οι παραπάνω μελέτες μετρήθηκε ποικιλομορφία μέσα θραύσματα ενιαίο αδένα όγκου. Μια άλλη μέθοδος για τη μέτρηση της ποικιλομορφίας είναι να συγκρίνει epialleles από διάφορα μέρη του ίδιου όγκου. Εδώ είναι PWDs μεταξύ των κυττάρων σε σύγκριση με τη φυσική αποστάσεις μεταξύ των κυττάρων να ρωτήσω αν γειτονικά κύτταρα είναι πιο σχετικές από μακρινές κύτταρα. Με ένα μόνο ταχεία κλωνική επέκταση (α φυλογένεση αστέρι), μακρινή κύτταρα σχεδόν σχετίζονται ως γειτονικά κύτταρα επειδή τα διάφορα μέρη του δημιουργήθηκε ουσιαστικά ταυτόχρονα. Ως εκ τούτου, PWDs θα είναι ανεξάρτητη από φυσική απόσταση ή την τοποθεσία. Αντίθετα, αν οι όγκοι που δημιουργούνται από σταδιακή επιλογή και κλωνική εξέλιξη, PWDs εξαρτώνται από τη φυσική θέση των κυττάρων. Παλαιότερα οι περιφέρειες θα πρέπει να είναι πιο ποικιλόμορφη από τους νεότερους περιοχές, και PWDs θα πρέπει να αυξηθεί όταν γίνονται συγκρίσεις μεταξύ των νεότερων και παλαιότερων περιοχές του όγκου (Σχήμα 1).

Τα ξενομοσχεύματα προσομοιώνουν αυτά τα διαφορετικά σενάρια εξέλιξης. Μια ενιαία πρόσφατη κλωνική επέκταση εκπροσωπείται από ξενομοσχεύματα που ξεκίνησε από την ίδια ενιαία προγονικών κυττάρων. Σταδιακή κλωνική εξέλιξη αντιπροσωπεύεται από συγκρίσεις μεταξύ της πολυκλωνικών και κλωνική ξενομοσχεύματα. Intergland PWDs ήταν χαμηλότερες στην κλωνική ξενομοσχεύματα, μεγαλύτερη στις πολυκλωνικά ξενομοσχεύματα, και μεγαλύτερη μεταξύ των κλώνων ξενομοσχεύματα και γονικών ξενομοσχευμάτων πολύκλωνα τους ή την άλλη ανεξάρτητη κλωνική ξενομόσχευμα (Σχήμα 3C). Αυτά τα πειράματα δείχνουν ότι οι ετικέτες μεθυλίωση επιβάτης μπορεί να διακρίνει ένα ενιαίο κλωνική επέκταση από όγκους που αποτελείται από διαφορετικά ηλικίας του πληθυσμού.

Η έλλειψη των σημείων συμφόρησης Κατά Ξενομοσχεύματος Σχηματισμός

Τα πειράματα κλωνοποίησης είναι δυνητικά περιπλέκεται από αόρατο συμφόρησης που προκαλείται από φυσική επιλογή (Σχήμα 2). Η «πολυκλωνικά» φύση της κυτταρικής σειράς Lovo σε ιστοκαλλιέργεια πριν από την κλωνοποίηση απλού κυττάρου μπορεί να μην είναι απρόσμενη, γιατί αυτό είναι μια μακρά γραμμή κυττάρων [13], και πιθανώς απόγονοι είναι εξίσου κατάλληλα. Ωστόσο, ενδέχεται να προκύψουν σημεία συμφόρησης κατά το σχηματισμό του ξένου μοσχεύματος, διότι μόνο μερικά κύτταρα εντός καλλιέργειας ιστού προσαρμοσμένη κυτταρική γραμμή μπορεί να αναπτυχθεί μέσα σε ένα γυμνό μικροπεριβάλλον του ποντικιού. Πράγματι, η ανάπτυξη ξενομοσχεύματος μπορεί να μην είναι ορατές, όταν λιγότερο από ένα εκατομμύριο κύτταρα εμβολιάστηκαν, ένα φαινόμενο που συχνά χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση της συχνότητας των «καρκίνος κύτταρα έναρξης», η οποία μπορεί να αντιπροσωπεύει καρκινικά βλαστικά κύτταρα (ΚΕΠ) [14]. Συμφόρησης μπορεί επίσης να προκύψει εάν διαφορετικά μικροπεριβάλλοντα που ανέκυψαν κατά τη διάρκεια της ανάπτυξης επιλέξετε αποτελεσματικά μόνο ο ισχυρότερος παραλλαγές, για να δώσουν τοπική κλωνική εξέλιξη.

Αν προκύψει σημαντική συμφόρησης κατά τη διάρκεια της ογκογένεσης, ξενομόσχευμα διαφορών θα πρέπει να περιορίζεται ομοίως αν η αρχική Εμβολιασμός ήταν κλωνική ή πολύκλωνα . ποικιλομορφία ετικέτα BGN ήταν σημαντική λιγότερο όταν ξενομοσχεύματα άρχισαν με τους μονούς κλώνους κυττάρου σε σύγκριση με ένα πολυκλωνικό εμβολιάσματος (μέσος όρος PWDs intragland 1,2 έναντι 2,1, p = 0,007), υποδεικνύοντας ότι η επιλεκτική συμφόρησης δεν εμφανίζονται με την κυτταρική γραμμή Lovo διάρκεια ξενομοσχεύματος ογκογένεσης ( Σχήμα 3Β). LOC ποικιλομορφία ετικέτα ήταν παρόμοια μεταξύ κλωνική και πολύκλωνα θραύσματα ξενομοσχεύματος (μέσος όρος PWDs intragland 2,5 έναντι 2,4, p = 0.86), αλλά η ετικέτα LOC ​​φαίνεται να έχει έναν υψηλότερο λόγο σφάλματος από αντιγραφή BGN [12]. Ως εκ τούτου, οι ομοιότητες στην πολυμορφία ετικέτα LOC ​​φαίνεται να προκύπτουν από την πιο γρήγορη διαφοροποίηση ετικέτα LOC ​​με τους κλώνους μοναδικό κύτταρο και όχι συμφόρησης ογκογένεση.

Ένας άλλος τρόπος για την ανίχνευση εντοπισμένη επιλογή είναι να συγκρίνει την διαφορετικότητα μέσα αδένες με την ποικιλομορφία των αδένες. Ελλείψει επιλογής, παλαιότερη και πιο ποικιλόμορφη όγκοι θα πρέπει να έχουν τα μεγαλύτερα πιο ποικιλόμορφη αδένες. Εάν η επιλογή εμφανίζεται μέσα αδένες, ποικιλομορφία μειώνεται καθώς τα κύτταρα παραλλαγή εξαλειφθεί (Σχήμα 2), και intragland PWDs θα πρέπει να είναι πολύ μικρότερη από ό, τι intergland PWDs. Συνεπής με την έλλειψη της επιλογής, intragland PWDs ήταν σχεδόν τόσο μεγάλη όσο PWDs intergland για τις κλωνική και πολύκλωνα ξενομοσχεύματα (Σχήμα 3D).

Βαθύτερη Δειγματοληψία Επιβεβαιώνει Υψηλή επιβατών Tag Διαφορετικότητα

Στις παραπάνω μελέτες , μόνο οκτώ ετικέτες ελήφθησαν δείγματα ανά δείγμα. Για να επιβεβαιώσετε την ποικιλομορφία στα μικρά τεμάχια, 24 ετικέτες, ελήφθησαν δείγματα (Σχήμα 4Α). Πρόσθετες νέα πρότυπα ετικέτα ανιχνεύθηκαν με περαιτέρω δειγματοληψία, αν PWDs ήταν σχετικά σταθερές μετά τη δειγματοληψία, μόνο οκτώ ετικέτες. Μέση ποικιλομορφία ήταν υψηλότερη στην πολυκλωνικό έναντι των κλωνική ξενομοσχευμάτων, με μέσο όρο 10,8 BGN και 17,2 LOC μοναδικά σχέδια ανά 24 ετικέτες δείγματος στις πολυκλωνικά ξενομοσχεύματα. Ουσιαστική παραλλαγή ετικέτα είναι παρούσα σε μικρές 2.000 έως 10.000 τεμάχια των καρκινικών κυττάρων, υποδηλώνοντας περαιτέρω ότι η επιλογή που οδηγεί σε κλωνική εξέλιξη εμφανίζεται σπάνια κατά τον σχηματισμό ξενομοσχευμάτων με την κυτταρική γραμμή Lovo σε ένα γυμνό ποντίκι περιβάλλον.

A. Οι πιο μοναδικά σχέδια epiallele παρατηρηθεί εντός πολυκλωνικά πολιτισμούς και τα μικρά τεμάχια ξενομοσχεύματος όταν δειγματοληψίας αυξάνεται σε 24 ετικέτες. PWD τιμές είναι σχετικά σταθερές μετά από 8 ετικέτες σε δειγματοληψία (για την αναφορά, οι διακεκομμένες κόκκινες γραμμές είναι τα πολύκλωνα τιμές κυτταρική σειρά). Β Βαθύτερη δειγματοληψία των αδένων από πέντε ανθρώπινα CRCs. Οι τρεις καρκίνους στα αριστερά είναι σχετικά νεότεροι καρκίνοι με ποικιλομορφία παρόμοια με τα κλωνική ξενομοσχεύματα. Οι δύο καρκίνοι στα δεξιά είναι σχετικά μεγαλύτερα καρκίνοι με ποικιλομορφία παρόμοια με την πολύκλωνη γραμμή κυττάρων ή ξενομοσχεύματα. Συμφωνεί με ενιαίο κλωνική επέκταση, η ποικιλομορφία είναι παρόμοια μεταξύ δεξιού και αριστερού μέρη του ίδιου CRC.

Η

Υψηλή Διαφορετικότητα στην Ενιαία Ανθρωπίνων καρκίνο του παχέος εντέρου αδένες

Μια προηγούμενη μελέτη προκύπτει ότι οι μικρές ανθρώπινη CRC αδένες είναι διαφορετικούς πληθυσμούς [12], αλλά δειγματοληψία μόνο οκτώ ετικέτες ανά αδένα. Για να επιβεβαιώσετε ότι η διαφορετικότητα αδένα ανθρώπινου CRC μπορεί να είναι υψηλή και επιτρέπει συγκρίσεις με τα ξενομοσχεύματα, 24 ετικέτες ελήφθησαν δείγματα από 2.000 έως 10.000 τεμάχια κυττάρων του αδένα από πέντε CRCs. Οι αδένες ελήφθησαν δείγματα από τις αντίθετες πλευρές ( «αριστερά» και «δεξιά») του ίδιου όγκου, ώστε να γίνουν συγκρίσεις των κυττάρων που βρίσκονται στο εσωτερικό των αδένων και των αδένων από αντίθετες πλευρές του όγκου.

αδένα ποικιλομορφίες Ανθρωπίνων CRC ήταν υψηλή ( μεταξύ 3-23 μοναδικά σχέδια ανά 24 epialleles δείγμα) υποδεικνύοντας ότι τα γειτονικά κύτταρα δεν συνδέονται στενά (Εικόνα 4Β). Για τρία λιγότερο ποικιλόμορφη ( «νεώτερες») καρκίνων (Καρκίνοι A, B, C), αδένα PWDs και αριθμούς μοναδικών ετικετών ανά 24 ετικέτες δείγματος ήταν παρόμοιες με τις τιμές στις κλωνική ξενομοσχεύματα. Για δύο πιο ποικιλόμορφη ( «μεγάλα») καρκίνων (Καρκίνοι D, E), αδένα PWDs και αριθμούς μοναδικών ετικετών ήταν παρόμοιες με τις τιμές στην πολυκλωνική ξενομοσχεύματος. Συμφωνεί με ενιαίο κλωνική επέκταση, ποικιλομορφίες ήταν παρόμοια μεταξύ της αριστερής και της δεξιάς πλευράς όγκου, υποδεικνύοντας ότι και οι δύο πλευρές του όγκου είναι πιθανότερο να έχουν παρόμοιες ηλικίες μιτωτική ή τους αριθμούς των τμημάτων από το μετασχηματισμό [12].

Κάτω αδένα Διαφορετικότητα με υψηλότερη μετάλλαξη Τιμές

διαφορετικότητας Χαμηλή καρκίνο του αδένα δεν αντικατοπτρίζει άμεσα την επιλογή, διότι, ακόμη και χωρίς την επιλογή ενός νέου κλωνική επέκταση θα ήταν αρχικά να είναι ομοιογενές. Για τη διόρθωση για την ηλικία του όγκου, ως ένα τραχύ προσέγγιση, η ηλικία ενός όγκου είναι ο χρόνος ή ο αριθμός των διαιρέσεων μεταξύ των κυττάρων από τις αντίθετες πλευρές του όγκου, επειδή τα κύτταρα αυτά μοιράζονται τελευταίο κοινό πρόγονο γύρω από το χρόνο του μετασχηματισμού [12], [15] . Ως εκ τούτου, μπορεί κανείς να συγκρίνει αδένα ηλικίας με την ηλικία του όγκου, συγκρίνοντας intragland PWDs με PWDs μεταξύ αδένων από τις αντίθετες πλευρές του καρκίνου (Σχήμα 5Α). Σε γενικές γραμμές, τα μεγαλύτερα όγκοι είχαν παλαιότερα αδένες, με PWDs intragland συσχετίζονται με PWDs intergland.

Α. Ενδο- και intergland PWDs συσχετίζονται γενικά. Η γραμμή τάσης βασίζεται σε τρεις ανθρώπινη ΚΕΣ με τα δύο ανεπαρκή καρκίνους MMR με πολύ χαμηλότερο PWDs intragland. (Κύκλοι είναι ανθρώπινα ΚΕΣ τρίγωνα είναι οι κλωνική και πολύκλωνα ξενομοσχευμάτων). Β αναλογίες των ενδο- να intergland PWDs ήταν μεγαλύτερη από 0,5 με εξαίρεση το MMR ανεπάρκεια CRCs, δείχνοντας πολύ μεγαλύτερη εξαφάνιση μέσα σε αδένες των ανεπαρκή CRCs MMR.

Η

Αν η επιλογή εξαρτάται από μεταλλάξεις, μια απλή πρόβλεψη είναι ότι η επιλογή πρέπει να γίνεται πιο συχνά όταν οι ρυθμοί μετάλλαξης αυξημένα. Δύο από τους πέντε CRCs (καρκίνοι Β, C) είχαν ανεπάρκεια επιδιόρθωσης αταίριαστων βάσεων του DNA (MMR), η οποία συνδέεται με 100- έως 1000-φορές υψηλότερα ποσοστά μετάλλαξης [16]. PWDs αδένας στο ανεπαρκές CRCs MMR ήταν χαμηλότερες (intragland να intergland PWDs λιγότερο από 50%) σε σχέση με τα καλά CRCs MMR (Σχήμα 5Β). Το χαμηλότερο intragland να intergland ΑμεΑ αναλογίες στο MMR ανεπάρκεια CRCs προτείνει επιλογής μπορεί πιο αποτελεσματικά να εξαλείψει λιγότερο κατάλληλα παραλλαγές όταν τα ποσοστά μετάλλαξης είναι υψηλότερα. Η intragland να intergland ΑμεΑ αναλογίες για τα τρία MMR καλά CRCs και τα ξενομοσχεύματα Lovo ήταν παρόμοια (μεγαλύτερη από 50%) γεγονός που υποδηλώνει την επιλογή εμφανίζεται λιγότερο συχνά σε αυτούς τους όγκους.

καρκινικά βλαστικά κύτταρα φαίνεται να είναι συχνή στην Ανθρώπινη CRCs

Μια ποσοτική τρόπος για να περιγράψει επιλογή είναι να εκτιμήσει τον αριθμό των μακρόβια καταγωγές ανά αδένα του καρκίνου, τα οποία είναι αποτελεσματικά ΚΕΠ [12]. Εάν η επιλογή ή εξαφάνιση συμβαίνει συχνά, τότε μακρόβια καταγωγές CSC θα είναι λίγες. Ο αριθμός των ΚΕΠ ανά αδένα του καρκίνου μπορεί να εκτιμηθεί από την ποικιλομορφία της — γονιδιώματα μέσα σε ένα αδένα θα είναι πιο παρόμοια με μικρότερους αριθμούς των ΚΕΠ, διότι σωματικών αλλαγών δεν μπορεί να συσσωρεύονται σε μικρότερες έζησε μη-ΚΕΠ που γρήγορα εξαφανιστεί.

Μια προηγούμενη ανάλυση των δεδομένων με οκτώ ετικέτες ανά αδένα εκτιμάται σχετικά υψηλές συχνότητες CSC [12]. Με 24 ετικέτες ανά αδένα, σε καλύτερες εκτιμήσεις των συχνοτήτων CSC είναι δυνατόν (Πίνακας 1). ποικιλομορφία του καρκίνου του αδένα ήταν πολύ υψηλό για μια ενιαία CSC ανά αδένα και πολύ χαμηλή για ένα σενάριο στο οποίο δεν παρατηρείται εξαφάνιση. Αντ ‘αυτού, παραλλαγή του καρκίνου του αδένα ήταν πιο συνεπής με περιορισμένη καρκινικών κυττάρων εξαφάνιση, η οποία μπορεί να μοντελοποιηθεί ως μια ιεραρχία των βλαστικών κυττάρων με πολλαπλά ΚΕΠ ανά αδένα παράγουν ένα περιορισμένο αριθμό μη-CSC απογόνους. Πιθανολογική CSC επιβίωση αντί ντετερμινιστική ασύμμετρη διαίρεση CSC ήταν πιο συνεπής με τα δεδομένα. Εκτιμώμενος αριθμός των πιθανοτικών ΚΕΠ ανά 8.000 κυττάρων του αδένα ήταν μεταξύ 128 και 2.048. Τα χαμηλότερα εκτιμώμενες συχνότητες CSC ανά αδένα (128 και 256 ανά αδένα) ήταν με τα δύο ανεπαρκή Καρκίνοι MMR Β και C, μια τάση που είχε σημειωθεί κατά τη σύγκριση μεταξύ MMR ικανοί και ελλιπής CRCs [12]. Εν ολίγοις, ο καρκίνος των κυττάρων εξαφάνιση φαίνεται να έχουν συμβεί σε όλα τα ΚΕΣ, αλλά εκτενέστερα στην ανεπάρκεια MMR αδένες CRC.

Η

κλωνικής εξέλιξης στους ανθρώπινους πληθυσμούς όγκων

Η μέθοδος απομόνωσης αδένα EDTA μπορεί δειγματοληψίας προκατάληψη σε επιφανειακές περιοχές του όγκου, η οποία μπορεί να είναι το παλαιότερο τμήμα του όγκου που εξελίσσεται μέσω κλωνική εξέλιξη (Σχήμα 1). σύλληψη Laser μικροσκοπία (LCM) μπορούν να δοκιμάσουν πολλαπλές επιφανειακές, διεισδυτική και μεταστατική τμήματα του ίδιου CRC (Σχήμα 6Α). Μόνο η ετικέτα BGN χρησιμοποιήθηκε για ανάλυση επειδή χαμηλότερο φαινόμενο ποσοστό σφάλματος του διευκολύνει την ανίχνευση των πρόσφατων κλωνικής εξέλιξης. Η υποβαθμισμένη DNA στα σταθερά δείγματα και μικρό αριθμό των γονιδιωμάτων του δείγματος από LCM εμποδίζει τον χαρακτηρισμό της intragland ΑμεΑ, αλλά είναι δυνατόν να συγκριθεί intergland PWDs να ψάξετε εστιακό περιοχές της ομοιογένειας που δημιουργήθηκε από τις πρόσφατες κλωνική εξέλιξη. Σύμφωνα με την ικανότητα να μετρήσει την ποικιλομορφία του όγκου με LCM, intergland PWDs ήταν παρόμοια για καρκίνους Α-Ε είτε υπολογίζονται από LCM ή αδένα δεδομένα EDTA (Εικ S2).

A. Διάγραμμα της δειγματοληψίας LCM των καρκίνων Α και Δ Dots είναι θέσεις του επιφανειακού (μπλε), επεμβατική (μαύρο), και μεταστατικό (κόκκινο) περιοχές. (Μπαρ είναι μεγάλη 1 cm). B. Σύγκριση των PWDs intergland στο επιφανειακό (μπλε), επεμβατική (μαύρο) και μεταστατικό (κόκκινο) περιοχές των εννέα CRCs. PWDs μεταξύ των επιμέρους δειγμάτων LCM ( «Χ») είναι διάσπαρτα, με μέσους όρους που αντιπροσωπεύονται από τις μπάρες. Η διασπορά των PWDs μεταξύ μεμονωμένων αδένων αναμένεται λόγω της στοχαστικής φύσεως των σφαλμάτων αντιγραφής, και περιοχές εντός του ίδιου όγκου, που ήταν σημαντικά διαφορετικό (βέλη) από επιφανειακές περιοχές τους ταυτοποιήθηκαν από προσομοιώσεις (βλέπε Μέθοδοι). Για αναφορά, οι PWDs intergland της κλωνική (διακεκομμένη πράσινη γραμμή) και πολύκλωνα ξενομοσχεύματα (στερεών πράσινη γραμμή) που απεικονίζονται. Γ Συγκρίσεις PWDs intergland με φυσικές αποστάσεις δείχνουν ότι μακρινό και των παρακείμενων αδένων είναι παρόμοια σχετίζονται με την επιφανειακή (μπλε), επεμβατική (μαύρο) και μεταστατικό (κόκκινο) περιοχές. Μια σημαντική αύξηση PWDs με φυσική απόσταση (p & lt? 0,05) παρατηρήθηκε μόνο για τις επιφανειακές περιοχές του Καρκίνου Β και Δ

Η

Με διαδοχική σταδιακή πρόοδο, θα πρέπει να υπάρχει μια διαβάθμιση ποικιλομορφία (επιφανειακά & gt? επεμβατική & gt? μεταστάσεις), ενώ όλες οι περιφέρειες θα πρέπει να είναι ομοίως ποικίλες εάν ένας όγκος είναι ουσιαστικά ένα ενιαίο κλωνική επέκταση. Εννέα CRCs εξετάστηκαν (Σχήμα 6Β). Διαφορετικότητα ήταν γενικά υψηλό, και κανένας δεν φαίνεται να είναι τα τελευταία κλωνική επέκταση, επειδή όλοι είχαν μέσο όρο PWDs intergland μεγαλύτερη από τις κλωνική ξενομοσχεύματα.

Intergland PWDs ήταν παρόμοια μεταξύ των επιφανειακών και επεμβατική τμήματα των τριών καρκίνων σταδίου ΙΙ (Β, Γ ,ΜΙ). Για δύο από τις έξι μεταστατικών καρκίνων (D και F), επιφανειακή, επεμβατικές, και μεταστατικές περιοχές ήταν ομοίως ποικίλες, συμπεριλαμβανομένων τριών διαφορετικών μεταστάσεων λεμφαδένα του Καρκίνου F. Σημαντικές διαφορές ποικιλομορφία ήταν παρούσες μεταξύ τεσσάρων πρωτογενών καρκίνων και οι μεταστάσεις τους. Τόσο οι επεμβατικές και μεταστατικές περιοχές των καρκίνων Η και Ι ήταν σημαντικά λιγότερο διαφοροποιημένη από επιφανειακές περιοχές του καρκίνου τους. Για τον καρκίνο G, μόνο η μεταστατική βλάβη ήταν σημαντικά λιγότερο διαφοροποιημένη. Η μετάσταση του καρκίνου Α ήταν σημαντικά πιο ποικιλόμορφη από πρωτογενή της.

Για να αναζητήσετε περιφερειακά κλωνική εξέλιξη, intergland PWDs συγκρίθηκαν με φυσικές αποστάσεις (Σχήμα 6C). Οι επιφανειακές, επεμβατικές και μεταστατικό περιοχές των επτά καρκίνων φάνηκε να είναι ενιαία κλωνική επεκτάσεις, επειδή δεν υπήρχαν σημαντικές αλλαγές στην PWDs με φυσικές αποστάσεις. Οι επιφανειακές περιοχές των καρκίνων Β και Δ παρουσίασαν σημαντική αύξηση σε PWDs με φυσικές αποστάσεις, γεγονός που υποδηλώνει παρακείμενες περιοχές του όγκου ήταν πιο συναφείς από απομακρυσμένες περιοχές. Συνοπτικά, η ποικιλομορφία των διαφόρων τμημάτων του ίδιου του καρκίνου δεν μπορεί να προβλεφθεί, με παραδείγματα μεταστατικό περιοχών με PWDs intergland που ήταν η ίδια, μεγαλύτερη ή μικρότερη από επιφανειακές περιοχές τους. Ωστόσο, τα στοιχεία των τελευταίων σταδιακή εξέλιξη της έλειπε, επειδή όλες οι περιοχές ήταν σχετικά ποικιλόμορφη (μέσος PWDs μεγαλύτερη από τις κλωνική ξενομοσχεύματα) και το εστιακό της περιφερειακής ομοιογένειας δεν ήταν συνήθως ανιχνεύσιμη.

Συζήτηση

Tumor κύτταρα αντιμετωπίζουν και αποικίζουν πολλούς διαφορετικούς μικροπεριβάλλοντα κατά τη διάρκεια της ογκογένεσης, και εννοιολογικά η επιλογή μεγιστοποιεί αποτελεσματικά ικανότητα οδήγησης αυτής της εξέλιξης. Κλωνικές εξέλιξη εξαρτάται από νέες μεταλλάξεις οδηγού, η οποία θα πρέπει να παραχθούν εύκολα από τον γονιδιωματικής «αστάθεια» πιστεύεται ότι είναι παρούσα σε πολλούς καρκίνους [17]. Ωστόσο, πρόσφατα δεδομένα του γονιδιώματος CRC καταδεικνύουν σχετικά χαμηλές συχνότητες μετάλλαξης (& lt? 1 ανά 100.000 βάσεις), σύμφωνα με τις κανονικές τιμές μετάλλαξη και η διαίρεση [10]. Ουδέτερη επιβατών μεταλλάξεις κυριαρχούν [6], [7], και ως εκ τούτου καλή τη πίστει μεταλλάξεις οδηγός μπορεί σπανίως να προκύψουν τα σχετικά σύντομα χρονικά διαστήματα μεταξύ μετασχηματισμό και την αφαίρεση του όγκου. Εάν οι αλλαγές του οδηγού είναι σπάνιες, κλωνική εξέλιξη θα ήταν σπάνιες.

Χωρίς μέτρο της επιλογής είναι δύσκολο να κρίνουμε τους ρόλους των πολυάριθμων μεταλλάξεων και επιγενετικές αλλαγές που σημειώθηκαν στις γονιδιώματα του καρκίνου. Επιλογή βελτιστοποιεί αποτελεσματικά γυμναστήριο όποτε και όπου προκύψουν ευκαιρίες, αλλά ένα πρακτικό ερώτημα είναι πόσο κύτταρα διαφέρουν πριν παρεμβαίνει επιλογή. Παρά το γεγονός ότι η επιλογή είναι δύσκολο να μετρηθεί, ένας εκλεκτικός σκούπισμα παράγει μια συμφόρησης και της απώλειας της κυτταρικής διαφορετικότητας. Ως εκ τούτου, η ποικιλομορφία των ωτοστόπ αλλαγές επιβατών σε ένα πληθυσμό (Σχήμα 2) είναι ένα μέτρο της επιλογής [8]. Μια ευαίσθητη δοκιμασία για την επιλογή είναι η ποσότητα του ωτοστόπ διακύμανσης εντός μικροί αδένες καρκίνου επειδή στερέωση είναι ταχύτερη σε μικρότερους πληθυσμούς [9]. Η ποικιλομορφία μοτίβο μεθυλίωσης υψηλό επιβάτη μετράται σε αυτή τη μελέτη εντός και μεταξύ των μικρών τεμαχίων CRC αδένα δείχνει επιλογή είναι μια ασθενής δύναμη που δεν έχει συνήθως την ελάχιστη ικανότητα να σαρώνουν ακόμη γειτονικά κύτταρα. Αυτή συναχθεί η έλλειψη επιλεκτικής σαρώνει μετά το μετασχηματισμό είναι συνεπής με την ανικανότητα να εντοπίζει εύκολα επιπλέον μεταστατικό μεταλλάξεις οδηγού παρά βαθιά αλληλούχιση [2], [18]. Μια πρόσφατη ανάλυση των δεδομένων γονιδιώματος του καρκίνου, χρησιμοποιώντας μια πολύ διαφορετική προσέγγιση προκύπτει ότι ακόμη και οι μεταλλάξεις του οδηγού μπορεί να συνεννοηθεί σχετικά μικρό επιλεκτικά πλεονεκτήματα [19], η οποία θα είναι επίσης συνεπής με την ποικιλομορφία μεθυλίωση υψηλή επιβατών που παρατηρείται στον καρκίνο κυτταρικούς πληθυσμούς.

Αν η επιλογή είναι αδύναμη και μια σταδιακή απόκτηση νέων ικανοτήτων συμβαίνει σπάνια, η πρώτη μετασχηματισμένο κύτταρο μπορεί να παράγει ήδη καλά προσαρμοσμένο και ευέλικτο απογόνους με τις ικανότητες για να εισβάλουν ή μεταστάσεις [3]. Φαινοτυπική εξέλιξη μετά από μετασχηματισμό θα εξαρτηθεί από φαινοτυπική πλαστικότητα [4], [5], με την εισβολή και τη μετάσταση από παρεκκλίνουσα διαφοροποίηση παρά την επιλογή των νέων μεταλλάξεων του οδηγού. Μια ενιαία επέκταση είναι συνεπές με τις παρόμοιες διαφορές μεταξύ των αδένων ανεξάρτητα από τη φυσική απόσταση σε επιφανειακές, επεμβατικές και μεταστατικές βλάβες. Οι σχετικά υψηλές ποικιλομορφίες των μεταστάσεων CRC συνεπάγεται σχετικά παλιά πληθυσμούς, σύμφωνα με τις αρχές της διάδοσης των καρκινικών κυττάρων που παρατηρούνται σε πειραματικά συστήματα [20]. Σημαντικές διαφορές ποικιλομορφία μερικές φορές παρατηρείται μεταξύ επιφανειακή, επεμβατική, και μεταστατικό περιοχές του ίδιου όγκου. Οι διαφορές αυτές θα μπορούσαν να αντιπροσωπεύουν σταδιακή επιλογή, αλλά θα μπορούσε επίσης να προκύψει χωρίς κλωνική εξέλιξη από διαφορετικούς χρόνους άφιξης, με βαθιά επεμβατική και μεταστατικό περιοχές αποίκησαν αργότερα σε εξέλιξη. Οι περιφερειακές διαφορές στην μιτωτική ποσοστά θα μπορούσαν επίσης να παράγουν διαφορές, καθώς και καταστάσεις όπου οι μεταστάσεις είναι πιο ποικιλόμορφη από πρωτοπαθείς όγκους τους. Οι ποικιλομορφίες μεθυλίωση υψηλής επιβατών στις περισσότερες CRCs και μεταστάσεις τους αναφέρουν σχετικά παλιά και σταθερούς πληθυσμούς, με πολλές διαιρέσεις μεταξύ μετασχηματισμό και τη χειρουργική επέμβαση.

Χωρίς κλωνική εξέλιξη, το παρόν κύτταρα την ημέρα του όγκου θα σχηματίσουν ένα ενιαίο πληθυσμό με απλή αστεροειδές καταγωγές και συχνές μακρόβια καταγωγές. Οι σχετικές διαφορών στο εσωτερικό των αδένων έναντι των αδένων (intragland να intergland ΑμεΑ αναλογίες) δείχνουν πόσο αναδιαμόρφωση ή εξαφάνιση συμβαίνει μέσα σε αδένες. Προσομοιώσεις της διαφορετικότητας καρκίνου του αδένα προτείνεται περιορισμένη καρκινικών κυττάρων εξαφάνιση και ήταν σύμφωνες με βλαστικά κύτταρα ιεραρχίες με πολλαπλές μακρόβια καταγωγές CSC ανά αδένα παρά εξαιρετικά σπάνια ΚΕΠ. CRCs είναι συχνά ανθεκτικά στη χημειοθεραπεία [21], και μεγαλύτερους αριθμούς των μακρόβιων καταγωγές θα συσσωρεύονται πιο αποτελεσματικά προ-υπάρχουσα θεραπεία ανθεκτικών παραλλαγών.

εξέλιξη του όγκου συνήθως θεωρείται ότι αυξάνει γυμναστήριο, αλλά αν το πρώτο μετασχηματισμένο κύτταρο είναι ήδη άριστα «ταιριάζει», απογόνων του μπορεί να υποφέρουν από προοδευτική πτώση των γυμναστήριο, μια αγενή φαινόμενο αναπαραγωγή ονομάζεται Muller του Ratchet [22]. Η περιορισμένη αλλά σχετικά πανταχού παρούσα εξαφάνιση συναχθεί στο CRCs μπορεί περισσότερο αντιπροσωπεύουν απώλεια του λιγότερο κατάλληλα παραλλαγής κύτταρα (ή επιλογή φόντο [8]) παρά την κυριαρχία με πιο κατάλληλο παραλλαγές (Σχήμα 2). Είναι ενδιαφέρον ότι, η ποικιλομορφία μοτίβο μεθυλίωσης των επιβατών και εκτιμάται ότι ο αριθμός των ΚΕΠ ήταν λιγότερο στην ανεπαρκή CRCs MMR, όπου οι ευκαιρίες για την επιλογή θα ήταν θεωρητικά είναι μεγαλύτερη επειδή τα ποσοστά μετάλλαξης είναι περίπου 100 έως 1.000 φορές υψηλότερη [16]. Δυνητικά αυτό το χαμηλότερο ποικιλομορφία θα μπορούσε να αντανακλά τα χαμηλότερα ποσοστά πολλαπλασιασμό, αν και οι συγκρίσεις ετικέτα intergland θα βοηθήσει στην ομαλοποίηση μιτωτική ηλικίες μεταξύ MMR ανεπάρκεια και ικανό CRCs.