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Nature重磅成果:科学家首次揭秘“皮肤癌”细胞起源

2016/07/11 来源:生物探索
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导读
7月8日,在线发表于Nature上的一项研究中,比利时布鲁塞尔自由大学的Cédric Blanpain教授以及剑桥大学的Ben Simons教授领导的科学家小组首次鉴定出了基底细胞癌(最常见的皮肤癌)的细胞起源。


The green-labelled cells show a basal cell carcinoma in mouse tail epidermis derived from a single mutant stem cell and expanding out of the normal epidermis stained in red.

7月8日,在线发表于Nature上的一项研究中,比利时布鲁塞尔自由大学的Cédric Blanpain教授以及剑桥大学的Ben Simons教授领导的科学家小组首次鉴定出了基底细胞癌(最常见的皮肤癌)的细胞起源。

我们的皮肤在保持健康的过程中会伴随着死细胞的剥离,然后被新的细胞替代。这一过程由祖细胞(progenitor cell)控制,它们会分化为功能齐全的皮肤细胞,补充死亡的皮肤。同时,健康的皮肤还得到了一小部分干细胞的支持。这些干细胞通常保持“沉默”,但当皮肤遭到破坏时,它们会被激活,帮助修复皮肤。

然而,当上述过程发生错误时,可能会导致癌症的发生。DNA的损伤或者致癌基因的激活会触发一连串的反应,最终导致细胞增殖异常,引发癌症。其中,一些肿瘤可能是良性的,但也有一些肿瘤会扩散至全身,通常被称为转移性肿瘤。一直以来,科学家们对究竟是哪种类型的细胞导致了肿瘤的形成,以及这些细胞如何参与了肿瘤发生和生长的过程饱有浓厚的兴趣。

在这项新研究中,科学家们利用小鼠模型揭示了当致癌基因被激活时,皮肤干细胞和祖细胞是如何响应的。研究发现,祖细胞能够引发良性病变,而只有干细胞有能力发展成致命的侵袭性肿瘤。

研究中,科学家们使用了一种转基因小鼠模型,通过改变小鼠基因使其干细胞和祖细胞中的致癌基因能够被激活。同时,研究人员还为致癌基因添加了荧光标记。这样一来,致癌基因被激活的细胞就很容易被识别。此外,当这些细胞增殖后,子代细胞也能够被追踪。这些相关联的荧光细胞被称为“克隆”(clones)。

利用数学模型分析每个克隆中(per clone)荧光标记细胞的数量发现,只有从突变干细胞衍生出来的“克隆”能够克服程序性细胞死亡机制,继续分裂和增殖,最终发展成基底细胞癌(一种皮肤癌)。相反,随着细胞凋亡水平的不断增加,祖细胞来源的“克隆”的生长会被“阻拦”,最终形成良性病变。

Blanpain教授说:“鉴定出癌细胞的起源是非常罕见的。现在我们知道,干细胞是罪魁祸首。当干细胞中的一个致癌基因被激活后,它会触发细胞分裂和增殖的连锁反应,从而攻克细胞的安全机制。” Simons教授则表示,靶向调节细胞命运的通路有望成为阻止肿瘤发生或生长的有效方法,或可产生新的治疗方案。

备注:本文编译自Medicalxpress,原标题“Where did it allgo wrong? Scientists identify 'cell of origin' in skin cancers”。

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