華人博士Cell解決癌癥干細胞爭議
日期：2016-08-26 09:16:59
干細胞有可能是癌癥風險的主要決定因素，這一觀點在科學界引起了巨大的爭議。一些研究人員堅持認為，環境致癌物質對決定癌癥風險起更重要的作用。現在，來自圣猶他兒童研究醫院和劍橋大學的一個研究小組完成了一項大型系統的全生物體研究，在小鼠的不同器官中證實了干細胞對癌癥起源的重要貢獻。研究結果在線發布在《細胞》（Cell）雜志上。
這篇論文的資深作者是圣猶他兒童研究院科學與綜合癌癥中心前任主任、劍橋大學英國癌癥研究院癌癥中心主任Richard Gilbertson博士。圣猶他兒童研究醫院的研究助理朱麗琴（Liqin Zhu，音譯）博士是這篇論文的第一作者。朱麗琴早年畢業于中科院上海生物信息技術研究中心，后于普渡大學攻讀博士學位。其主要研究興趣包括兒童肝母細胞瘤小鼠模型，正常組織發育中的干細胞，小兒與成人癌癥的細胞起源。
Gilbertson說：“細胞DNA中隨機錯誤帶來的偶然收益有可能對癌癥產生起著重要的作用；但目前尚不清楚這是否必須發生在諸如干細胞一類的特定細胞類型中，以及環境致癌物質一類的其他因素對于癌癥的貢獻。事實上，一場爭論已在整個科學界持續了好幾年——一些人認為癌癥代表“壞運氣”，因為突變是在干細胞中偶然產生的，而另一些人則認為環境致癌物質更重要。這種分歧很大程度上是由于采用了不同的數學模型來查看現有的人類癌癥與干細胞數據所致，從中很難梳理出單個因素的影響。因此，我們在真實的實驗模型中測試了這些不同的觀點，調查了有可能驅動癌癥的各個組件。”
研究人員采用一種特異的“標記分子” Prom1繪制出了小鼠整個生命周期不同器官中細胞的活性。在一些器官中，Prom1+細胞是不會修復或再生器官的成熟、不分裂細胞，但在少數器官中這些細胞是高度活躍的干細胞。朱麗琴說：“通過在小鼠的整個生命旅程中，在所有的重要器官內追蹤這些Prom1+細胞，我們鑒別出了在哪些器官中這些細胞是積極分裂的干細胞。”
在獲得整個生物體這些細胞的功能圖后，研究人員將與人類癌癥中發生的改變相似的一些DNA突變導入到了這些細胞中。朱麗琴說：“這種方法不需要致癌物，將它們從癌癥方程式中移除出去，使得我們能夠測試干細胞的增殖能力是否會影響癌癥風險。”在持續7年多的一項嚴格的科學研究之后，圣猶他兒童研究醫院的Arzu Onar-Thomas對研究結果進行了綜合統計建模，得到了明確的答案：只有具有干細胞活性的細胞會生成癌癥。
Gilbertson說：“但這并不是故事的全部。盡管我們證實干細胞功能是生成癌癥的必要條件，我們的研究還揭示出人體中肝臟一類的組織受損，可以‘喚醒’睡著的干細胞，使得它們分裂，大幅提高癌癥風險。因此，我們提出癌癥起源于包括DNA突變、干細胞功能和組織受損在內的一場‘完美風暴’。”
科學家們還證實，相比于成體干細胞，初生動物的干細胞不大可能發生惡性轉化，表明在新生兒中干細胞內在抵制腫瘤形成。“如果這一生物學適用于人類，那么它或許可以解釋盡管兒童癌癥產生了相當數量改變蛋白質的突變，且器官的生長速度在兒童期達到高峰，兒童患癌率相比成人要低數倍的原因，”朱麗琴說。
在這項研究中描述的許多新癌癥模型與人類疾病有著驚人的相似性，為進一步的生物學和治療研究提供了一個有價值的資源。
在許多的癌癥類型中，肥胖患者比身材苗條的患者結局要差?？屏_拉多大學癌癥中心發表在2016年7月Cell Stem Cell雜志上的一項研究提出了一種引人注目的假說來解釋其原因：研究人員發現白血病干細胞“躲藏”在脂肪組織中，當遭遇化療挑戰時甚至以支持它們生存的一些方式轉變了這一組織。似乎白血病不僅利用了脂肪組織來作為盜賊洞穴躲避治療，還積極地改變了這一洞穴來滿足它們的喜好。
直到現在，科學領域對于哪種細胞類型：干細胞、祖細胞或兩者可導致腫瘤，及在腫瘤發生和生長過程中這些細胞的轉化機制一直抱著濃厚的興趣?，F在，在發表于2016年7月Nature雜志上的一項研究中，比利時布魯塞爾自由大學的Cédric Blanpain教授和劍橋大學的Ben Simons教授領導研究人員在小鼠中闡明了，皮膚干細胞和祖細胞對一種癌基因激活做出的響應。他們的研究證實，盡管祖細胞可以生成良性病變，只有干細胞能夠發展為致命的侵襲腫瘤。
膠質母細胞瘤干細胞(GSCs)是一類抵抗傳統放療和化療的罕見細胞群，其有可能與癌癥復發有關聯。來自小鼠腫瘤模型的證據揭示出，神經祖/干細胞是GBM或GSCs的細胞起源，GBM被認為源自經歷致癌打擊的轉化神經干細胞(NSCs)。來自中科院生物物理研究所、北京大學和中科院動物研究所的研究人員證實，PTEN缺陷可重編程人類神經干細胞向膠質母細胞瘤干細胞樣表型轉變。這一研究發現發布在2015年12月3日的Nature Communications雜志上。
