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Nat Commun:利用新型成像技术来揭示结肠中癌细胞生长和扩散的机制

来源:本站原创 2019-12-11 21:36

2019年12月11日 讯 /生物谷BIOON/ --近日,一项刊登在国际杂志Nature Communications上的研究报告中,来自杜克大学医学中心等机构的科学家们通过研究揭示了干细胞突变是如何悄然发生并扩散到结肠中的广泛区域,直至最终占据主导地位并发展成为恶性肿瘤的。通过在小鼠中利用一种创新性的模型系统,研究人员通过促进干细胞发光来在视觉上标记结肠癌突变,随后他们就能在动物体内观察到结肠癌中发生的突变,并能阐明肠道中发生的一种从死亡到死亡的过程,其中一种突变会战胜另一种突变,并最终成为引发恶性肿瘤的驱动力。

图片来源:Duke Health

研究者Joshua Snyder表示,本文研究揭示了此前我们并未观察到的过程,即突变的癌变前前干细胞如何在结肠中扩散并播下癌症的种子。我们所采用的技术为测试新型疗法奠定了坚实的基础,而这些疗法也最终将会有效阻断早期、癌变前期的过程;研究人员希望未来有一天能够靶向作用并清除这些癌变前的细胞来有效预防癌症。

文章中,研究人员利用了一种分子染色技术,其能在单一肿瘤的干细胞中标记多个常见的结肠癌突变,从而产生一种荧光条形码。当转移到小鼠体内后,这种带荧光的干细胞就能被有效追踪,并揭示癌变前事件的细胞和分子动态学变化。研究者发现了婴儿和成人肠道栖息组织中产生癌前突变细胞的关键差异,在关键时期,新生儿对肠道干细胞的突变效应尤为敏感,这就会不知不觉在其肠道中播下大量癌前突变的种子(这一过程称为区域性癌变),从而增加新生儿患癌风险。这些突变的细胞会生长并扩散,而当前的筛查技术无法对其进行检测,当然了,这些细胞在一般情况下是无害的,但在合适的情况下其就会在成年后很快发展为癌症。

研究者指出,患者机体中某些结肠癌突变会引发癌前区域周围环境中“肥力”的增加,最终就会导致肠道中细胞的快速扩散,并引发致死性的后果。由外部来源所引发的特定常见突变(比如损伤或环境暴露)会干扰干细胞周围的环境并引发癌前区域细胞的快速生长和扩散,这些情况对于成年人尤其致命,而且发生的速度也比以前预期的要快很多,就好像在干旱的森林中扔火柴一样。

研究者Snyder表示,区域性癌变(Field cancerization)被认为是启动癌症生长过程的决定性事件,包括乳腺癌、皮肤癌和肺癌等,研究者所采用的技术就能够通过简单的成像技术来模拟癌变前细胞如何在一个领域内竞争和扩张,从而就有望帮助开发早期诊断的技术和新型疗法。目前研究人员还正在进行其它研究来利用荧光条形码观察乳腺癌中的癌变场,他们旨在阐明诸如导管原位癌等癌前病变到底是由恶性突变还是良性突变所引起的。(生物谷Bioon.com)

原始出处:

Peter G. Boone, Lauren K. Rochelle, Joshua D. Ginzel, et al.  A cancer rainbow mouse for visualizing the functional genomics of oncogenic clonal expansion. Nature Communications, 2019; 10 (1) DOI: 10.1038/s41467-019-13330-y

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