Science揭示惊人的癌症起源

　　

生物通报道  波士顿儿童医院的研究人员第一次在活体动物中，显影了癌症起源于第一个受累细胞的过程并观察了它的扩散。他们的研究工作有可能会改变科学家们认识黑色素瘤及其他癌症的方式，促使开发出一些新的早期治疗方法阻止癌症扎根。相关论文发表在1月29日的《科学》（Science）杂志上。

论文的第一作者、波士顿儿童医院Leonard Zon实验室博士后Charles Kaufman 说：“为什么机体内的一些细胞已经有了癌症中看到的突变，行为却又不完全像癌症，这是一个重要的秘密。我们发现癌症起始于癌基因激活或抑癌基因失活之后，并涉及了一种改变让一个单细胞回复到了干细胞状态。”

Kaufman和同事们发现，这种改变涉及到一组基因，可以靶向它们来阻止癌症发生。

这项研究通过在一段时间内成像活体斑马鱼追踪了黑色素瘤的形成。所有的斑马鱼都携带了人类癌症突变BRAFV600E（这种突变存在于大多数的良性痣中），并丧失了抑癌基因p53。

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Kaufman和同事们改造了斑马鱼使得在crestin基因被开启时每个细胞都会发出绿色的荧光。他们将Crestin作为了表明干细胞特征性遗传程序激活的“灯塔”。在胚胎发育后这一程序通常会关掉，但偶尔，出于未知的原因，在某些细胞中这一程序中的crestin和其他基因会再度开启。

论文的高级研究员、波士顿儿童医院干细胞研究项目主任Zon博士说：“我们偶尔会在斑马鱼上看到一个绿色斑点。当我们追踪这些斑点时，发现它们100%会变为肿瘤。”

引起黑色素瘤的细胞

当Kaufman、Zon和同事们观察这些早期癌细胞有什么不同之时，他们发现crestin和其他激活的基因都是在斑马鱼胚胎发育过程中——具体说来，是神经嵴内生成黑色素细胞的那些干细胞中开启的同一批基因。

Zon说：“最酷的是，这组基因也在人类黑色素瘤中被开启。这改变了细胞命运，使之回复至神经嵴状态。”

癌症思考模式的转换？

Zon和Kaufman提出了一个新的癌症形成模型，退回到了数十年前的一个旧概念“区域癌化”（field cancerization）。他们提出在癌基因激活及抑癌基因沉默或丢失时正常组织已做好了准备癌变，但只有组织中的一个细胞回复到更原始的胚胎状态并开始分裂时才会形成癌症。他们相信这一模型不仅适用于黑色素瘤，还适用于大多数（并非全部）的癌症。

Zon是干细胞领域的权威科学家，其曾担任国际干细胞协会主席，ISSCR创会会长。近年其领导研究小组取得不少重大的研究成果。2013年，其利用一种新型快速培养系统，在小鼠模型中促进了肌肉的生长，逆转了杜氏肌营养不良症。并且利用相同的化合物配方，还成功的在培养皿中生长出了人类肌细胞。这一研究成果公布在Cell杂志上。并被作为杂志封面推荐（延伸阅读：Cell重大成果：iPS技术构建人肌细胞 ）。

2015年3月，Zon课题组的科学家们构建了一个以CRISPR/Cas9为基础的载体系统。这个载体可以在斑马鱼中介导组织特异性的基因失活。这项研究发表在近期的Developmental Cell杂志上（延伸阅读：Cell子刊：组织特异性的CRISPR载体 ）。

2015年7月，利用大型的斑马鱼药物筛查模型，Zon领导研究人员鉴别出了一组可以帮助骨髓移植物植入的有效化合物。Zon博士说发布在Nature杂志上的这些研究结果将有可能在一两年内促成一些针对癌症和血液病患者的人类试验（延伸阅读：Nature重要成果助力干细胞治疗 ）。

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

A zebrafish melanoma model reveals emergence of neural crest identity during melanoma initiation

The “cancerized field” concept posits that cancer-prone cells in a given tissue share an oncogenic mutation, but only discreet clones within the field initiate tumors. Most benign nevi carry oncogenic BRAFV600E mutations but rarely become melanoma. The zebrafish crestin gene is expressed embryonically in neural crest progenitors (NCPs) and specifically reexpressed in melanoma. Live imaging of transgenic zebrafish crestin reporters shows that within a cancerized field (BRAFV600E-mutant; p53-deficient), a single melanocyte reactivates the NCP state, revealing a fate change at melanoma initiation in this model. NCP transcription factors, including sox10, regulate crestin expression. Forced sox10 overexpression in melanocytes accelerated melanoma formation, which is consistent with activation of NCP genes and super-enhancers leading to melanoma. Our work highlights NCP state reemergence as a key event in melanoma initiation.