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JCI:前列腺肿瘤扩散至骨骼

来源:再生泉中国干细胞网 2011-03-25 17:36

根据美国密歇根大学的最新研究表明,前列腺癌和乳腺癌常在骨骼中复发。该研究作者Russell Taichman教授说到,前列腺癌细胞以骨髓微环境即骨髓龛(niche)为目标,并最终向其入侵。骨髓龛是造血干细胞栖息的特殊区域。

癌细胞一旦进入龛,可保持休眠状态,可能在数年后活跃起来,肿瘤也将在骨髓中复发。Taichman及研究人员观察骨髓,发现癌细胞和造血干细胞彼此相邻,争夺同一个地方。该发现非常关键,因为这表明骨髓龛在癌症转移向骨髓中发挥核心作用,这使研究者有了一个新的潜在药物研究靶标。

Taichman说可研发某种药物以扼制可能在骨骼中复发的癌症。例如,这些药物既可以阻止或者破坏癌细胞进入骨髓龛以及对其产生的行为,也可以防止癌细胞消灭干细胞。

研究人员发现,肿瘤细胞和许多干细胞在复制繁殖方面有类似之处,所以研究组假设前列腺癌细胞可能在癌症转移期间进入骨髓龛。骨髓龛的其中一项工作便是,防止造血干细胞增殖,这和肿瘤细胞的情况相同。

然而,癌症为什么会复发?患者体内有肿瘤,通过手术或采用化疗的方式将其切除,然而,五年后癌症却在骨髓中复发。在肿瘤发现之前,这些癌细胞在人体内循环良好。骨髓龛是这些癌细胞绝好的藏身之处。在这五年内,癌细胞一直在做些什么呢?现在我们已得出了部分的答案。他们一直呆在某个地方。这个地方可以防止其扩散和生长。该项研究的另一作者Yusuke Shiozawa说,我们的工作对目前化疗经常失败的原因作出了解释,癌细胞一旦进入龛中,他们便停止增殖。目前我们使用的大多数治疗癌症的药物仅对在增殖的细胞起作用。

对于渗入骨骼的恶性肿瘤而言,癌症转移时是为普遍的。几乎70%的乳腺癌和前列腺癌患者的骨骼都有癌细胞。大约15%到30%的肺癌、结肠癌、胃癌、膀胱癌、直肠癌、甲状腺癌以及肾脏癌患者都有骨骼病变。

研究者目前并不清楚癌细胞在龛中如何消灭干细胞。然而,他们发现当肿瘤细胞在龛中,干细胞是错位的;此外,还发现不成熟的血液干细胞是在血液流中,实际上它们本应该存在于骨髓中。

最终,整个血液系统出现崩溃,例如,病人将贫血,并受到感染,进而出现血液问题。我们确实不了解前列腺癌患者的死亡原因。他们死于各种不同类型的并发症,其中部分原因是癌症已经侵蚀了骨髓。

研究的下一步是找出癌细胞如何进入龛中,并进入休眠状态,以及他们对于干细胞做出哪些行为。研究人员也想知道是否有其他类型的癌细胞,如乳腺癌,也在龛中获得一席之地。

该研究已经发表在《临床观察期刊》(Journal of Clinical Investigation)上。

英文链接:http://www.medicalnewstoday.com/articles/220023.php
再生泉中文链接:http://www.chinastemcell.org/newslast.asp?id=552

生物谷推荐英文摘要:

J Clin Invest. doi:10.1172/JCI43414.

Human prostate cancer metastases target the hematopoietic stem cell niche to establish footholds in mouse bone marrow
Yusuke Shiozawa1, Elisabeth A. Pedersen1, Aaron M. Havens1,2, Younghun Jung1, Anjali Mishra1, Jeena Joseph1, Jin Koo Kim1, Lalit R. Patel3, Chi Ying3, Anne M. Ziegler1, Michael J. Pienta1, Junhui Song4, Jingcheng Wang1, Robert D. Loberg3, Paul H. Krebsbach4, Kenneth J. Pienta3 and Russell S. Taichman1

1Department of Periodontics and Oral Medicine, University of Michigan School of Dentistry, Ann Arbor, Michigan, USA.
2Harvard School of Dental Medicine, Boston, Massachusetts, USA.
3Department of Urology and Department of Internal Medicine, University of Michigan Medical School, Ann Arbor, Michigan, USA.
4Department of Biologic and Materials Sciences, University of Michigan School of Dentistry, Ann Arbor, Michigan, USA.

HSC homing, quiescence, and self-renewal depend on the bone marrow HSC niche. A large proportion of solid tumor metastases are bone metastases, known to usurp HSC homing pathways to establish footholds in the bone marrow. However, it is not clear whether tumors target the HSC niche during metastasis. Here we have shown in a mouse model of metastasis that human prostate cancer (PCa) cells directly compete with HSCs for occupancy of the mouse HSC niche. Importantly, increasing the niche size promoted metastasis, whereas decreasing the niche size compromised dissemination. Furthermore, disseminated PCa cells could be mobilized out of the niche and back into the circulation using HSC mobilization protocols. Finally, once in the niche, tumor cells reduced HSC numbers by driving their terminal differentiation. These data provide what we believe to be the first evidence that the HSC niche serves as a direct target for PCa during dissemination and plays a central role in bone metastases. Our work may lead to better understanding of the molecular events involved in bone metastases and new therapeutic avenues for an incurable disease.

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会议时间:2011年6月3日~6月5日
会议地点:同济大学逸夫楼
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