Science重要成果:癌细胞多样性的原因

【字体: 时间:2012年12月14日 来源:生物通

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  癌症为什么如此难治,其中一个很重要的原因就在于患者体内的癌细胞具有多样性,它们表达模式不同,作用方式有时也不同,这样就造成了治疗方面的困难。来自Campbell家族癌症研究所的一个研究组发现基因特性并不是造成癌细胞多样性的唯一原因,这对于肿瘤细胞多样性整体理论来说,是一项具有突破性的重要成果。

  

生物通报道:癌症为什么如此难治,其中一个很重要的原因就在于患者体内的癌细胞具有多样性,它们表达模式不同,作用方式有时也不同,这样就造成了治疗方面的困难。来自加拿大多伦多大学,Campbell家族癌症研究所的一个研究组发现了造成癌细胞多样性的又一原因,并指出基因特性并不是造成癌细胞多样性的唯一原因,表观遗传等因素也会导致癌细胞产生差异,这对于肿瘤细胞多样性整体理论来说,是一项具有突破性的重要成果。相关成果公布在12月的Science杂志上。

这项研究由多伦多大学的John E. Dick教授领导完成,Dick教授是癌症干细胞的发现者,他在白血病干细胞研究领域被称为真正的开路先锋,他早在上个世纪90年代就发现AML起始细胞,表型特征为CD34+CD38-,而CD34+CD38+和CD34-中没有。可以说是自Dick教授开始,白血病干细胞的概念才逐渐被接受,并将这一概念扩大到实体瘤,象乳腺癌、胶质瘤等。除此之外,Dick教授在其它干细胞研究领域也有许多重要的成果。

科学家们将肿瘤的细胞多样性主要归因于其具有遗传不稳定性,也就是说,随着肿瘤细胞群扩增,个别细胞发生随机突变,细胞的分子特性开始出现差异,最终由成百万的各不相同的癌细胞共同构成了肿瘤。

此外一些科学家们还认为肿瘤的异质性是由于完全定型和特化的细胞,在肿瘤发生和发展的过程中发生了去分化所造成的。然而最终这一理论被丢弃,取而代之的当前流行的癌干细胞理论。癌干细胞理论认为肿瘤中存在一类重要的细胞即癌干细胞。这些癌干细胞有可能起源于正常干细胞或早期祖细胞,与其他肿瘤细胞不同,它们具有自我更新的能力并可像正常干细胞一样生成非干细胞。

这种癌细胞行为和功能上的多样性对癌症的进展,或治疗的疗效具有重要意义,比如在许多肿瘤中,仅有某些细胞才会驱使肿瘤的生长,或出现化疗抵抗性。因此这一方面也日益成为了癌症学家们关注的热点之一。

然而最新一项研究却指出仅仅通过基因变异来区分这些细胞,并不明智,因为造成癌细胞多样性的原因并不只是遗传因素。

Campbell家族癌症研究所的研究人员在小鼠体内注入了人类结肠直肠癌细胞,观察这些细胞中的基因变化,以及细胞的生长情况,结果他们发现,来自同一遗传谱系的个体癌细胞存在广泛差异,它们在存活率,生长变化,以及对某种化疗药物的反应方面都不同。

由此研究人员指出,这些癌细胞即使基因组相同,但是依然存在行为和功能上的差异,他们认为这其中的原因可能在于表观遗传调控,或微环境变异性等,这种多因素的影响机制,尤其在发生应激胁迫的时候,能令肿瘤细胞的存活能力更加增强。

除此之外,关于肿瘤细胞的多样性,近期来自斯坦福大学医学院的研究人员也发现,从恶性肿瘤上脱离下来进入血液中的癌细胞具有遗传多样性。一些癌细胞表达让它们有潜力在新地方扎根的基因,从而有助于癌症在不同器官之间扩散。其他的癌细胞拥有完全不同的基因表达模式,而可能是较为良性的,或者说在新组织中更不可能存活下来。一些癌细胞甚至可能表达能够预测它们对特定疗法作出反应的基因,即便是在病人体内,进入血液循环中的肿瘤细胞差别也很大。

这项研究表明人们可能需要多种治疗方法来治疗表面上被看作是单种类型的癌症,它也意味着当前的人癌症细胞系模型需要加以改善,因为当前的模型显示,从病人体内提取的肿瘤细胞存在不同的基因表达模式。(生物通:万纹)

原文标题:

Variable Clonal Repopulation Dynamics Influence Chemotherapy Response in Colorectal Cancer

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