Nature重磅成果：科学家首次揭秘“皮肤癌”细胞起源

江山如画

来源：生物探索





The green-labelled cells show a basal cell carcinoma in mouse tail epidermis derived from a single mutant stem cell and expanding out of the normal epidermis stained in red.

7月8日，在线发表于Nature上的一项研究中，比利时布鲁塞尔自由大学的Cédric Blanpain教授以及剑桥大学的Ben Simons教授领导的科学家小组首次鉴定出了基底细胞癌（最常见的皮肤癌）的细胞起源。

我们的皮肤在保持健康的过程中会伴随着死细胞的剥离，然后被新的细胞替代。这一过程由祖细胞（progenitor cell）控制，它们会分化为功能齐全的皮肤细胞，补充死亡的皮肤。同时，健康的皮肤还得到了一小部分干细胞的支持。这些干细胞通常保持“沉默”，但当皮肤遭到破坏时，它们会被激活，帮助修复皮肤。

然而，当上述过程发生错误时，可能会导致癌症的发生。DNA的损伤或者致癌基因的激活会触发一连串的反应，最终导致细胞增殖异常，引发癌症。其中，一些肿瘤可能是良性的，但也有一些肿瘤会扩散至全身，通常被称为转移性肿瘤。一直以来，科学家们对究竟是哪种类型的细胞导致了肿瘤的形成，以及这些细胞如何参与了肿瘤发生和生长的过程饱有浓厚的兴趣。

在这项新研究中，科学家们利用小鼠模型揭示了当致癌基因被激活时，皮肤干细胞和祖细胞是如何响应的。研究发现，祖细胞能够引发良性病变，而只有干细胞有能力发展成致命的侵袭性肿瘤。

研究中，科学家们使用了一种转基因小鼠模型，通过改变小鼠基因使其干细胞和祖细胞中的致癌基因能够被激活。同时，研究人员还为致癌基因添加了荧光标记。这样一来，致癌基因被激活的细胞就很容易被识别。此外，当这些细胞增殖后，子代细胞也能够被追踪。这些相关联的荧光细胞被称为“克隆”（clones）。

利用数学模型分析每个克隆中（per clone）荧光标记细胞的数量发现，只有从突变干细胞衍生出来的“克隆”能够克服程序性细胞死亡机制，继续分裂和增殖，最终发展成基底细胞癌（一种皮肤癌）。相反，随着细胞凋亡水平的不断增加，祖细胞来源的“克隆”的生长会被“阻拦”，最终形成良性病变。

Blanpain教授说：“鉴定出癌细胞的起源是非常罕见的。现在我们知道，干细胞是罪魁祸首。当干细胞中的一个致癌基因被激活后，它会触发细胞分裂和增殖的连锁反应，从而攻克细胞的安全机制。” Simons教授则表示，靶向调节细胞命运的通路有望成为阻止肿瘤发生或生长的有效方法，或可产生新的治疗方案。