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2024-05-09 18:25

科学家将正常皮肤细胞转化为癌症干细胞

斯坦福大学医学院(Stanford University School of Medicine)的研究人员利用一些遗传技术,将正常的皮肤细胞转化为癌症干细胞,这一步将使这些天然罕见的细胞更容易研究。

癌症干细胞被认为是驱动癌症的细胞,因此是任何癌症治疗的目标,必须杀死它们才能有效。然而,了解这些细胞一直是一个挑战,因为它们很罕见,难以分离,而且在实验室中生长不好。

医学博士、皮肤病学助理教授、该研究的资深作者Howard Chang说,能够从正常细胞中产生癌症干细胞将有助于推动这项研究的发展。他说:“结果是,可能有一种方法可以直接在实验室中制造癌症干细胞,这样你就不必总是为了直接研究而从病人身上纯化这些罕见的细胞。”这项研究将发表在4月10日的《细胞干细胞》杂志上。

该研究还表明,癌症干细胞与胚胎中的干细胞更相似,胚胎可以发育成所有组织类型,而它们与更受限制的成体干细胞更相似。这一发现对于理解细胞癌变时如何出错具有重要意义。

1994年,多伦多大学的研究人员首次发现了癌症干细胞。2003年,Michael Clarke博士,当时在密歇根大学,在第一个实体肿瘤中发现了癌症干细胞,在这个例子中是乳腺癌,这表明癌症干细胞的概念并不局限于血癌。克拉克后来搬到了斯坦福大学,在那里他是癌症生物学的Karel H. and vice N. Beekhuis教授,斯坦福大学已经成为癌症干细胞研究的领导者,研究小组在头颈癌、结直肠癌和其他血癌中发现了癌症干细胞。医学院的实验室研究人员也开始与临床小组合作,将癌症干细胞的发现应用于患者护理。

癌症干细胞研究人员的一个问题是这些细胞是如何产生的。Chang说:“当病人来到医院时,他们已经患有癌症,所以这个过程已经发生了。”在实验室中生成癌症干细胞让科学家们了解了这种转化是如何发生的,并可能找到新的方法,要么在早期阻止这种转化,要么在这些细胞形成后检测并摧毁它们。

Chang和第一作者David Wong,医学博士,博士后学者,通过比较胚胎干细胞和正常成体干细胞的遗传活性,开始回答癌症干细胞如何起源的问题。他们发现了一大批只在胚胎细胞中活跃的基因。然后,他们观察了癌症干细胞中哪些基因是活跃的,发现这种模式与胚胎干细胞相似。

这一发现令人惊讶,因为一旦胚胎干细胞开始形成成人细胞,如皮肤、大脑或血液,它们被认为会永远使这些胚胎基因失活。相反,Chang说,这项研究表明,当这些成年细胞发生癌变时,它们会重新启动这些胚胎基因。

该小组还注意到,在胚胎干细胞和癌症干细胞中活跃的基因是由几个生物主调节器控制的。其中一种名为Myc的基因最近也被证明有助于将正常皮肤细胞转化为胚胎样细胞。

通过激活正常皮肤细胞中除Myc外的两个基因,这些细胞被转化为癌症干细胞。当移植到实验室小鼠体内时,这些细胞形成了肿瘤,这是真正的癌症干细胞的一个标志。

从这里,Chang和Wong希望更多地了解这些基因是如何激活癌症状态的。“我们特别感兴趣的是用这种方法找到将正常细胞转化为癌症干细胞的机制,”Chang说,他也是Damon Runyon癌症研究基金会的Kenneth G. and Elaine a . Langone学者。