【新蒲京338棋牌下载】两篇Nature:癌症在原发癌症产生前就能够扩散和调换

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Salk研究所的一个研究小组发现了一个主开关,它可以控制肿瘤细胞的动态行为,从而使一些侵袭性癌症难以治疗。Sox10基因直接控制了大部分难以治疗的三阴性乳腺癌的生长和侵袭。

例如,人类乳腺癌与早期胚胎乳腺干细胞有一些特殊的代谢特征,这可能作为治疗的目标。此外,在胚胎细胞中特异性表达的蛋白质也可以用于开发新的诊断试剂或免疫治疗工具。

癌症被称为发展的讽刺漫画,为了他们自己的反常目的,重新演绎了胚胎干细胞状态的特征。Wahl和他的研究小组,连同犹他大学Huntsman癌症研究所的研究员BenjaminSpike,使用先进技术绘成基因图谱表达乳腺细胞从早期发育直到成年的过程。他们用这种单细胞转录组图谱比较人类乳腺癌中表达的基因,从而理解乳腺干细胞如何在早期发育过程中产生,以及如何转化为构成成熟腺体的两种不同类型的细胞。

由德国Regensburg大学的Christoph
Klein博士领导的和Aguirre-Ghiso博士共同撰写的论文也在同期的Nature杂志上发表了。Regensburg大学团队发现,癌细胞不仅可以从高度突变、明显进化和病理定义的侵袭性肿瘤扩散,而且可以从通常被认为不能扩散的早期癌症细胞扩散。团队成员提供了关于早期扩散是如何受到控制的其它关键机制的线索,并且在这项研究中证明了人类的肿瘤细胞和肿瘤的临床前研究结果。两个团队的研究人员独立完成了他们的研究,然后合作完成了该项目。

为了从单个细胞发育成完整的生物体,如小鼠或人类,胚胎和胎儿细胞具有快速分裂,在整个身体内移动并转变为多种不同细胞类型的能力

被称为可塑性的特性。但成人细胞会关闭这种可塑性,由于尚未完全了解的原因,这种可塑性会被重新唤醒并使细胞癌变。

胚胎会增加某些细胞以迅速启动关键的发育过程,从而产生新组织的生长,但当你的身体不再需要这种细胞时,这些细胞被关闭是非常重要的,Salk科学家克里斯托弗德拉维斯说。和论文的共同第一作者。在侵袭性乳腺癌中,我们发现调节这些强大的发育遗传程序的安全机制已经丢失,因此细胞可塑性的这些过程正在被重新激活,以驱动肿瘤发展并最终导致与该疾病相关的恶性肿瘤。

癌症被称为“发展的讽刺漫画”,为了他们自己的反常目的,重新演绎了胚胎干细胞状态的特征。Wahl和他的研究小组,连同犹他大学Huntsman癌症研究所的研究员Benjamin
Spike,使用先进技术绘成基因图谱表达乳腺细胞从早期发育直到成年的过程。他们用这种“单细胞转录组图谱”比较人类乳腺癌中表达的基因,从而理解乳腺干细胞如何在早期发育过程中产生,以及如何转化为构成成熟腺体的两种不同类型的细胞。

这一结论发表在2018年8月7日的《CellReports》杂志上,题为Single-CellTranscriptomesDistinguishStemCellStateChangesandLineageSpecificationProgramsinEarlyMammaryGlandDevelopment。

在这两项研究中,研究者发现早期癌细胞扩散是在雌性体内中产生乳管分支树的正常过程的延伸。两个主要途径(肿瘤抑制基因p38和癌基因HER2)在这个古老的过程中被激活。关闭p38并打开HER2可激活EMT(上皮至间质转化)信号通路的一个节点。
EMT在胚胎发生和组织发育期间促进细胞的运动。
Klein的论文还表明,控制乳腺树分支的孕激素受体信号传导对于通过调节参与EMT和生长程序信号在早期扩散中是非常重要的。

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Back to the future—breast cancer reprises pathways found in fetal cells

Durante很有先见之明,该研究的资深作者GeoffreyWahl教授说,他预见了胚胎细胞与恶性肿瘤细胞之间的联系,休眠的癌细胞可能会被持续刺激唤醒,我们现在将其视为炎症。我们可以利用工作中获得的见解来制定更好的诊断和治疗策略。

随着乳腺树状结构的发育,p38,HER2和EMT交替地打开和关闭,并与孕激素信号合作,允许乳腺细胞移动通过乳腺,并让流向乳头的乳管分支网络中空化。Aguirre-Ghiso博士说调整这些通路是形成空心支管的正常方式。

使三阴性乳腺癌如此难以治疗的两件事是它们的异质性 –
它们在一个肿瘤中有许多不同的细胞类型 –
以及它们在新区域移动和定植的能力,转移的过程,Wahl说。
,丹尼尔和马丁娜刘易斯主席的持有人和工作的高级作者。你可以称之为精准医学中的不精确,因为我们可能针对一种类型的细胞,但是肿瘤内的其他细胞可以变为耐药,类似于变色龙如何改变颜色以逃避掠食者。

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科学家们发现了这种相似之处的原因:人类基底细胞样乳腺癌细胞与胚胎乳腺干细胞具有相同的特征,后者是哺乳动物乳腺中所有细胞类型的祖细胞。

乳腺癌早期传播与其它侵袭性肿瘤类似

在这项新研究中,Wahl实验室开始研究小鼠乳腺细胞DNA的哪些部分(在一个名为染色质的包装中紧密盘绕)进行解卷,以使特定基因更易于获取。这是该团队在开发过程中可能活跃的第一条线索。染色质分析显示,在胎儿细胞和乳腺肿瘤细胞亚群中,基因组的相同区域变得易于获取

已知称为Sox10的主基因调节因子与DNA结合以启动多种发育过程的区域。这似乎是一个基因法规吸烟枪。

在胎儿细胞中,塑料最多,我们看到Sox10的结合位点非常开放,与健康的成体细胞相比,健康的成体细胞大多不灵活,染色质非常封闭,Chi-Yeh
Chung说, Salk研究助理和该论文的共同第一作者。

接下来,研究小组表明Sox10实际上与开放区域的基因结合以激活它们,从而直接调节负责细胞类型,活动性和与乳腺癌进化和转移能力相关的其他特征的基因。具有高水平Sox10的乳腺癌细胞变得更加原始并具有移动能力。结果如此引人注目以至于团队用一种技术重复实验,以防止Sox10与这些基因结合。这一次,如果没有Sox10,那么已经编程转变为癌症的乳腺细胞现在都无法形成肿瘤。

当你谈论转移时,这样的结果是巨大的,Bianca Lundien
Kennedy说,她是两次乳腺癌幸存者和患者/研究倡导者,曾在Wahl实验室工作了七年。它彻底改变了研究领域,对于任何乳腺癌幸存者或患有癌症的人来说,这将是个人意义重大的事情。它确实会在家中发挥作用。

研究人员警告说,阻断Sox10的策略需要进一步开发,并且必须进行安全性测试,以确定它们是否会影响正常的细胞功能。然而,Sox10调节许多可能与侵袭性乳腺癌相关的基因的事实提供了将其中一种或多种作为开发转移性乳腺癌个性化疗法的基础的潜力。此外,该研究结果可以通过检查成人组织中通常仅由胎儿细胞产生的蛋白质来导致对乳腺癌和其他癌症的诊断测试。

1874年,意大利外科医生Francesco
Durante用显微镜观察到恶性肿瘤细胞和癌症起源的胚胎细胞之间具有相似之处。一个多世纪后,Salk研究所的科学家们发现了这种相似之处的原因:人类基底细胞样乳腺癌细胞与胚胎乳腺干细胞具有相同的特征,后者是哺乳动物乳腺中所有细胞类型的祖细胞。

例如,人类乳腺癌与早期胚胎乳腺干细胞有一些特殊的代谢特征,这可能作为治疗的目标。此外,在胚胎细胞中特异性表达的蛋白质也可以用于开发新的诊断试剂或免疫治疗工具。

虽然这两个研究集中在乳腺癌早期传播的机制,但类似的过程也可以控制其他的人类癌症,包括黑色素瘤和胰腺癌的早期扩散和转移。Aguirre-Ghiso博士说事实上,胰腺癌早期扩散也与EMT过程相关。