在癌症发生前就扼杀它们,一种新技术可以直观描述癌细胞发生

【字体: 时间:2019年12月03日 来源:生物通

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  甚至在癌症发生之前,就可以显示出驱动恶性肿瘤的突变

  

杜克大学癌症研究所的研究人员发现了干细胞突变如何悄然出现,并扩散到整个结肠区域,直到最终占主导地位并成为恶性肿瘤的过程。

他们通过在小鼠中使用创新性的建模系统,使干细胞发光,标记结肠癌的突变。然后在动物体内观察到在结肠癌中发现的突变,阐明了一种正在进行的“死亡竞赛”,其中一种或另一种突变优于其他突变,成为恶性肿瘤的驱动力。

这一发现公布在12月2日的Nature Communications杂志上。

杜克大学外科和细胞生物学系的助理教授Joshua Snyder博士说:“这项研究为突变前癌干细胞在整个结肠癌和种子癌中扩散的无形过程,提供了新的见解。”

“我们的技术为测试可中断这种早期恶性过程的新疗法奠定了坚实的基础。我们希望有一天能靶向并消除这些隐形癌前细胞,从而预防癌症。”

这组研究人员以新的方式应用了分子染色技术,在单个肿瘤的干细胞中标记了几种常见的结肠癌突变,创建荧光条形码。当应用于小鼠身上时,荧光干细胞可以被追踪到,揭示出癌前事件的细胞和分子动力学。

通过这种方式,研究人员发现了婴儿和成年人共有的肠道生境如何生长出癌变前细胞的关键差异。在关键时期,新生儿对肠道干细胞内突变的影响敏感,这会在整个肠道内播种大面积的癌变前突变细胞,这一过程称为“区域癌化(field cancerization,生物通注)”,这会大大增加患癌的风险。这些突变的细胞区域可以生长和扩散数年,而不会被当前的筛选技术检测到。通常,它们保持无害,但在适当条件下,可能在成年人体内迅速变成癌症。

研究人员还观察到,患者体内发现的一些结肠癌突变会导致癌前细胞周围环境的肥沃性显著增加。最终,这会导致整个领域迅速扩散到整个肠道,并带来致命的后果。

由外部来源引起的某些常见突变,例如伤害或环境暴露,也可能破坏干细胞周围的环境,并导致癌前细胞快速生长和扩散。这些事件在成年人中尤其具有致命性,并且比以前预期的发生得要快得多,这就好像是在干旱的森林上放上了一个火柴一样。

Snyder说:“区域癌化被认为是引发癌症生长过程的决定性事件,包括乳腺癌,皮肤癌和肺癌。我们的新技术使我们能够通过简单的荧光成像来模拟恶变前细胞如何在一个区域内竞争和扩增,从而有可能导致更早的诊断和治疗。”

Snyder正在进行下一步的研究,利用荧光条形码技术来观察乳腺癌癌灶,希望了解更多有关癌变前病变是由良性突变还是恶性突变驱动的。

(生物通)

注:

自Slaughter等于1953年提出区域癌化(field cancerization)这一理论后,其研究在全球范围内方兴未艾。伴随着二十余年来分子生物学技术的飞速发展,越来越多的实验研究为区域癌化理论提供了大量的实验证据。区域癌化理论已由最初关于头颈部鳞状细胞癌(head and neck squamous cell carcinoma, HNSCC)发生机制的假说转变为一个重要的关于癌症发生机制的理论,其研究范围也由最初的头颈部延伸到包括口咽、喉、肺等在内的十余个组织和器官。


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