麻省怀海德研究所(Whitehead Institute)的科学家们在乳腺组织中发现了一种具分化能力的细胞,这种细胞能够自发转化成类似干细胞的形态,这种分化行为还是首次在哺乳动物细胞中发现。这个结果很好的反驳了过去存在于生物界的一条定论:细胞分化不可逆转。
这项惊人的发现发表于本周的美国国家科学院院刊(PNAS)的网络版上,研究与癌症治疗相关,尤其是根除癌症干细胞。癌症干细胞具有在人体内再造肿瘤的独特能力,包括原发性肿瘤和继发性肿瘤。
在分化阶段,干细胞逐渐形成功能各异的细胞,这些细胞又聚集在一起形成各种组织和器官。例如,在乳腺组织中,分化的基底细胞(basal cell)和腔细胞(luminal cell)结合在一起形成乳导管。当研究学者们对乳腺组织里的细胞进行分析时,他们观察到,有一小撮活着的基底细胞在组织培养基质上自如地漂浮。这种不寻常的细胞行为引起了研究论文的第一作者、克里斯汀·切弗(Christine Chaffer)的兴趣,她以此设计进一步的研究,包括把这种漂浮的基底细胞注射到老鼠体内。12周后,她发现注射的基底细胞形成了类似乳导管的结构,包括基底细胞和腔细胞,这意味着,漂浮着的细胞又从分化形态还原成类似干细胞的形态。
为了确定基底细胞能否转化成癌症干细胞,切弗把致癌基因转入到细胞中,并将这种转化后细胞注射到老鼠体内。研究人员在老鼠体内发现了因此生成的肿瘤,肿瘤中包括源于注射基底细胞的癌症干细胞群体。研究证实,乳腺癌肿瘤中的基底细胞能作为癌症干细胞的来源。
怀海德研究所的创办成员罗伯特·温伯格(Robert Weinberg)介绍说:“使用某些靶向药物根除肿瘤中的癌症干细胞,某些幸存的非干细胞肿瘤细胞可能重新自发形成新的癌症干细胞。”温伯格同时也是麻省理工学院的生物学教授。近期的癌症新疗法致力于根除癌症干细胞,因此,温伯格提出警告说,基底细胞可能比之前想象地更为复杂。温伯格说:“将来的药物治疗不光是要以癌症为靶标消除癌性干细胞,还要清楚那些肿瘤中的非干细胞——两种都要移除,仅仅是切除其中的一种都不太可能造成持久的临床疗效。”
切弗的下一步目标是弄清楚细胞产生双向分化的原因,尤其是,在癌性细胞中,如何阻止细胞转化为癌症干细胞。切弗说:“这种可塑性很自然就发生了,引发的原因可能是重建干细胞库的生理机制。某些细胞尤其对这种机制敏感,导致反向分化,这个过程在癌性细胞中出现的几率很高。”
细胞分化可逆转,肿瘤又添新来源
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