1874年，意大利外科醫(yī)生Francesco Durante用顯微鏡觀察到惡性腫瘤細(xì)胞和癌癥起源的胚胎細(xì)胞之間具有相似之處。一個多世紀(jì)后，Salk研究所的科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了這種相似之處的原因：人類基底細(xì)胞樣乳腺癌細(xì)胞與胚胎乳腺干細(xì)胞具有相同的特征，后者是哺乳動物乳腺中所有細(xì)胞類型的祖細(xì)胞。
Pictured is mammary tissue of a developing mouse embryo at day 18, with cells that express both luminal protein (red) and basal protein (green). Cells in breast cancer often show this embryonic characteristic of expressing both proteins.Credit: Salk Institute
這一結(jié)論發(fā)表在2018年8月7日的《Cell Reports》雜志上，題為“Single-Cell Transcriptomes Distinguish Stem Cell State Changes and Lineage Specification Programs in Early Mammary Gland Development”。
“Durante很有先見之明，”該研究的資深作者Geoffrey Wahl教授說，“他預(yù)見了胚胎細(xì)胞與惡性腫瘤細(xì)胞之間的聯(lián)系，休眠的癌細(xì)胞可能會被“持續(xù)刺激”喚醒，我們現(xiàn)在將其視為炎癥。我們可以利用工作中獲得的見解來制定更好的診斷和治療策略。”
例如，人類乳腺癌與早期胚胎乳腺干細(xì)胞有一些特殊的代謝特征，這可能作為治療的目標(biāo)。此外，在胚胎細(xì)胞中特異性表達(dá)的蛋白質(zhì)也可以用于開發(fā)新的診斷試劑或免疫治療工具。
A quote from Italian surgeon Francesco Durante, who in 1874 was struck by the similarities between cells in the most malignant cancers and the embryonic cells of the organ in which the cancer originated.Credit: Salk Institute
癌癥被稱為“發(fā)展的諷刺漫畫”，為了他們自己的反常目的，重新演繹了胚胎干細(xì)胞狀態(tài)的特征。Wahl和他的研究小組，連同猶他大學(xué)Huntsman癌癥研究所的研究員Benjamin Spike，使用先進(jìn)技術(shù)繪成基因圖譜表達(dá)乳腺細(xì)胞從早期發(fā)育直到成年的過程。他們用這種“單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組圖譜”比較人類乳腺癌中表達(dá)的基因，從而理解乳腺干細(xì)胞如何在早期發(fā)育過程中產(chǎn)生，以及如何轉(zhuǎn)化為構(gòu)成成熟腺體的兩種不同類型的細(xì)胞。
“人們一直對腫瘤中罕見的細(xì)胞如何促進(jìn)腫瘤生長和抵抗治療具有濃厚的興趣，”該論文的共同作者、猶他大學(xué)腫瘤科學(xué)助理教授Spike說，“但這些促腫瘤生長細(xì)胞的分子機(jī)制似乎被干細(xì)胞和祖細(xì)胞所吸收和破壞，且后者在發(fā)育過程中利用這些機(jī)制來構(gòu)建正常組織。”我們的研究提供了一個基因圖譜，可以測試它們作為治療靶點(diǎn)的潛力。”
“這項研究顯示了細(xì)胞能夠進(jìn)入干細(xì)胞的多樣性方法，其特征是可塑性或發(fā)育的靈活性，”第一作者，Wahl實驗室的助理研究員Rajshekhar Giraddi補(bǔ)充道，“癌細(xì)胞可能通過多種策略獲得可塑性。”
這種發(fā)育的可塑性解釋了單個腫瘤內(nèi)的細(xì)胞彼此之間為何如此不同，并可能成為惡性癌細(xì)胞對大多數(shù)療法產(chǎn)生耐藥性的基礎(chǔ)。通過對不同細(xì)胞狀態(tài)遺傳特征的了解，實驗室目前正在開發(fā)新的方法來研究將成人細(xì)胞重新編輯到與癌癥相關(guān)的狀態(tài)。
“如果能弄清楚如何阻止癌細(xì)胞重新編輯，并使其在發(fā)育過程中變得具有可塑性（這種可塑性可能會阻礙治療癌癥的“靈丹妙藥”的開發(fā)），那將是一件很好的事情。當(dāng)然，癌癥是適應(yīng)性疾病，需要從多個方面攻擊它們。”Wahl總結(jié)。
參考資料：
Back to the future—breast cancer reprises pathways found in fetal cells
原標(biāo)題：震驚！乳腺癌細(xì)胞早在胎兒細(xì)胞期就已“埋下伏筆”
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