干细胞是一种可以分裂并帮助修复和产生新生组织的特殊的细胞。干细胞的功能对于癌症的产生非常必要,诸如机体中肝脏等组织的损伤或许会激活睡眠中的干细胞,使其不断分裂并且增加癌症风险,因此癌症的起源或许就是一场完美的风暴,而这其中就包括DNA突变、干细胞功能以及组织损伤。
干细胞是一种可以分裂并帮助修复和产生新生组织的特殊的细胞,这可能是癌症发生的主要决定因素,而这一言论引发了科学界很大的争议。
有些研究者认为,环境中的致癌因素在决定癌症风险上更为重要。
目前,圣犹大儿童研究医院和英国剑桥大学的研究者就通过进行了一项大型系统性的有机体研究证实,干细胞在小鼠不同器官的癌症起源中发挥着重要作用。
这个研究成果如今被发表在Cell的电子杂志上。
该项研究的主要负责人,英国剑桥大学董事、前圣犹大科学综合癌症中心主任、硕士研究生导师、博士研究生导师RichardGilbertson博士指出,“细胞内DNA随机匹配错误的在癌症产生过程中发挥着重要作用,但这是否因为这些特殊类型的细胞如干细胞所致,以及诸如环境致癌物等其它因素在致癌过程中扮演着什么样的角色,这些我们都不清楚。
事实上,这个争论在整个科学界已经持续了多年,如今有些人认为患癌是运气不佳所致,因为干细胞机会性突变的增加从而导致癌症的发生,而有些人则认为环境致癌因素也很重要。这种分歧的产生在很大程度上是由于使用不同的数学模型来研究当前人类癌症和干细胞的相关数据,目前研究者很难对单个因素所带来的影响进行分析。因此,我们在现实的实验模型中检测了不同的理论以观察哪些单因素可能驱动癌症的发展。”
研究者使用了一种名叫Prom1的特殊“标记分子”,来绘制小鼠整个生命周期不同器官内细胞的活性。
在某些器官中,Prom1细胞是一种成熟而未分裂的细胞,不会修复或再生器官,但在一部分器官中,这些细胞却是活性较高的干细胞。
圣犹大副研究员、本研究的第一作者朱丽琴博士说:“在小鼠整个生命周期,通过追踪小鼠机体主要器官内的Prom1细胞,研究者就能鉴别出哪些器官中的Prom1细胞可主动分裂成干细胞。”
一旦他们获得关于Prom1细胞功能的广泛图谱,研究者将DNA突变引入到这些细胞中,这与人类癌症细胞发生的变化相似。
“这些方法并不需要致癌物的存在,并且可以从癌症等式中移除,同时也可以帮助我们检测干细胞的再生成能力是否影响着癌症发生的风险”朱说道。
经过长达七年多的研究及复杂的统计学模型分析后,圣犹大的ArzuOnar-Thomas博士终于得出了清晰的答案,即只有具备干细胞活性的细胞才能成为致癌。
Gilbertson总结道:“但整个故事并没有结束。我们还发现,干细胞的功能对于癌症的产生非常必要,诸如机体内肝脏等器官的损伤,或许也可以激活睡眠中的干细胞,使其分裂并大大增加癌症发生的风险。
因此,我们觉得癌症的起源或许就是一场“完美的风暴”,其中包括DNA突变、干细胞功能及组织损伤。”科学家们还发现,新生儿干细胞与成人干细胞相比,发生恶性转化的几率较小,这说明新生儿的干细胞或许在本质上能抵抗肿瘤细胞的生成。
“如果这在人类生物学中适用,那么它就可以有助于解释为何儿童癌症发病率会比成人低很多倍,尽管事实上儿童患癌可促使童年时期机体大量的蛋白质变异及器官组织的生长高峰”朱说道。
本研究中所描述的许多新型癌症模型都与人类疾病有着惊人的相似之处,同时也为今后深入研究生物学和新的疗法提供了宝贵资源。
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