Nature子刊惊人发现:癌症干细胞自身会发光

【字体: 时间:2014年10月08日 来源:生物通

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  来自西班牙国立癌症研究中心(CNIO)的研究人员,发现癌症干细胞一种新的特异标记物:核黄素(维生素B2),并确定了其特征。核黄素是一种色素,随着它在细胞内囊泡中累积会发出绿色的荧光。无需抗体或其他更加昂贵和复杂的技术,可利用这一发光特性来追踪、分离以及随后纯化出癌症干细胞。

  

生物通报道  肿瘤是由形态和分子迥然不同的细胞构成的嵌合物。在这样的细胞异质性中,癌症干细胞只占据了肿瘤块的1-2% ,在过去的数年里,科学家们提出癌症干细胞是癌症的起源,并导致对了传统化学疗法耐药。由于在实体瘤中癌症干细胞只占很小一部分,使得分离出它们并对其进行分析,研究耐药的根源变得特别的困难(延伸阅读:Nature Methods重大突破:培育癌症干细胞 )。

来自西班牙国立癌症研究中心(CNIO)的研究人员,发现癌症干细胞一种新的特异标记物:核黄素(维生素B2),并确定了其特征。核黄素是一种色素,随着它在细胞内囊泡中累积会发出绿色的荧光。无需抗体或其他更加昂贵和复杂的技术,可利用这一发光特性来追踪、分离以及随后纯化出癌症干细胞。

由科学家Irene Miranda、Bruno Sainz和Christopher Heeschen领导的研究小组,将他们的研究结果发布在9月28日的《自然方法》(Nature Methods)杂志上。

“发现这一新的标记物是一个突破,利用它可以挑选出最具侵袭性的耐药癌细胞——肿瘤干细胞。自发荧光特性使得我们能够以一种简单、直接和廉价方式追踪这些细胞,并研究肿瘤化疗耐药的根源,”论文的第一作者Irene Miranda说。

“通常,我们只能看到肿瘤代表的树叶,而无法辨认出树根——肿瘤进展和生长的真正责任方癌症干细胞,”Miranda说。

由于维生素,细胞会发光

研究人员在几种类型的肿瘤,包括来自胰腺癌、肝癌、结肠癌和肺癌患者的样本中验证了这一研究发现,并由此引出了一个问题:为什么肿瘤细胞会累积维生素B2??

在这篇文章中,研究人员证实这是由于ABCG2增多所致,这一蛋白负责将维生素B2转运到细胞内囊泡中,赋予了细胞光亮。目前尚未确定这一现象背后的因子。

尽管尚不清楚其特性,自发荧光可帮助未来开发出个体化医疗方法以及更有效的抗癌治疗。Sainz和 Heeschen说: “现在我们将设法从活体组织中分离出自发荧光细胞,并在一组实验性或已上市药物中测试它们的敏感性。”“通过这种方式,我们希望能够加速鉴别出新的药物或其组合应用,以特异性破坏患者的癌症干细胞,”Sainz说。

生物通推荐原文摘要:

Intracellular autofluorescence: a biomarker for epithelial cancer stem cells

Cancer stem cells (CSCs) are thought to drive tumor growth, metastasis and chemoresistance. Although surface markers such as CD133 and CD44 have been successfully used to isolate CSCs, their expression is not exclusively linked to the CSC phenotype and is prone to environmental alteration. We identified cells with an autofluorescent subcellular compartment that exclusively showed CSC features across different human tumor types. Primary tumor–derived autofluorescent cells did not overlap with side-population (SP) cells, were enriched in sphere culture and during chemotherapy, strongly expressed pluripotency-associated genes, were highly metastatic and showed long-term in vivo tumorigenicity, even at the single-cell level. Autofluorescence was due to riboflavin accumulation in membrane-bounded cytoplasmic structures bearing ATP-dependent ABCG2 transporters. In summary, we identified and characterized an intrinsic autofluorescent phenotype in CSCs of diverse epithelial cancers and used this marker to isolate and characterize these cells.

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