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年轻学者获Science大奖:细胞如何聚集成肿瘤

2015/12/07 来源:生物通/万纹
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导读
来自宾夕法尼亚州立大学Allison Cleary获得了今年的大奖,她证明了乳腺癌细胞亚群是如何聚集,促进肿瘤生长的。在这篇获奖论文中,Cleary介绍了她的一种创新性方法,利用这种方法她揭示了人类乳腺肿瘤生物学的神秘特征。


Science杂志的科学&生命科学实验室(SciLifeLab)青年科学家大奖(Grand Prize)是一项主要授予年轻科学家的奖项,授奖对象是处于职业生涯早期的科学家,今年奖金增长为3万美金,赞助方为瑞典生命科学实验室Life Laboratory和Science杂志。

来自宾夕法尼亚州立大学Allison Cleary获得了今年的大奖,她证明了乳腺癌细胞亚群是如何聚集,促进肿瘤生长的。在这篇题为“Teamwork: The tumor cell edition”的获奖论文中,Cleary介绍了她的一种创新性方法,利用这种方法她揭示了人类乳腺肿瘤生物学的神秘特征,也就是单个肿瘤中肿瘤细胞亚群(亚克隆)之间的相互作用。

癌症中包含有一些存在遗传差异的细胞亚群,它们被称作为亚克隆(subclone)。研究人员很早以前就知道,这些突变亚克隆会相互之间积极地竞争成为占主导地位的肿瘤细胞群。然而,在某些情况下似乎没有任何单一的亚克隆可以取得主导地位。

对于乳腺癌这种女性最常见的癌症,近期的研究表明单个人类乳腺癌中存在多种遗传差异的亚克隆,因此乳腺癌才这么难以痊愈。虽然一些科学家认为这种异质性是由肿瘤进化演变的结果,肿瘤中亚克隆之间相互竞争会促进肿瘤生长,但是Cleary和她的同事们通过乳腺癌小鼠模型(产生由两种不同细胞群组成的肿瘤),发现这些细胞被认为是单一克隆群体。


他们利用基因测序和分子生物学技术,指出这两个亚群实际上代表了两种具有遗传差异的亚克隆。之后通过大量的实验,Cleary将这些交织在一起的亚克隆分离了开来,然后分析不同的亚克隆肿瘤细胞群是否能单独重新再生为肿瘤,或者混合在一起再生为肿瘤。

在移植回小鼠的乳腺之后,研究人员发现只有一种亚克隆的小鼠无法形成肿瘤,而混合移植的小鼠却再生出了肿瘤。这一哺乳动物肿瘤模型表明肿瘤的生长取决于这两种亚克隆的相互作用,不过目前尚不清楚,这些亚克隆在人类乳腺癌中是否也扮演了同样的作用。

Cleary的研究组也发现两种不同的亚克隆一种生成Wnt1,而另一种不生成。无法生成Wnt的细胞亚群促成了HRas基因突变的肿瘤生长,HRas调控了细胞分裂。生成Wnt1的细胞亚群没有这种HRas突变。

一种细胞类型向另一种细胞类型发送信号。肿瘤依赖于Wnt1,当一种细胞类型生成Wnt1时,另一种细胞类型感知它。当研究人员阻断细胞之间的这种信号传导时,肿瘤停止生长。然而细胞间这种信号联系终止的时间越长,细胞适应的可能性就越大。

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Teamwork: The tumor cell edition

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