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Science:追踪肺鳞癌“最初的火种”:致癌物诱导基底细胞“内斗”与迁移,少数突变克隆占据气道形成癌前病变

  1. 基底细胞
  2. 肺鳞状细胞癌(LUSC)
  3. 基因谱系追踪技术

来源:iNature 2026-01-28 09:15

该研究确定了基底细胞克隆动态的转变以及与之相关的基底细胞命运的转变,这些是肺鳞状细胞癌的驱动因素。

肺部的癌前鳞状病变是肺鳞状细胞癌(LUSC)的前兆。关于病变形成的细胞过程尚不明确。

2025年5月1日,伦敦大学学院Sam M. Janes团队在Science 在线发表题为Aberrant basal cell clonal dynamics shape early lung carcinogenesis的研究论文,该研究通过使用一种由致癌物诱导的、未添加基因突变或细胞类型偏差的 LUSC 模型,发现致癌物暴露会导致基底细胞之间的非中性竞争、异常的克隆扩增以及基底细胞沿着气道的迁移。

最终,预癌病变由少数高度突变的克隆发展而来,这些克隆在大部分支气管树中占据主导地位。对人类患者的多部位测序证实,在不同的气道区域存在与克隆相关的预癌病变。总之,该研究确定了基底细胞克隆动态的转变以及与之相关的基底细胞命运的转变,这些是肺鳞状细胞癌的驱动因素。

肺癌仍是全球范围内癌症相关死亡的首要原因。肺鳞状细胞癌是第二常见的亚型,其发展过程是从支气管上皮中日益紊乱的癌前病变逐步演变而来。正常上皮细胞向癌前状态转变的生物学机制尚不为人所充分了解。

通过基因谱系追踪技术,该研究已证实癌前病变源自基底细胞。在小鼠实验中,该研究发现致癌物质的暴露会导致基底细胞克隆之间出现非平衡竞争,最终使突变克隆在支气管树中占据主导地位。这种克隆动态的变化与基底细胞命运的转变有关,这一转变在人类吸烟者的气道中也已被发现。

这导致了基底细胞的稳态紊乱、过渡状态细胞数量的增加以及管腔分化程度的降低。在小鼠和人类中,该研究发现不同解剖部位的癌前病变具有相同的克隆关系,这表明癌前细胞的迁移出现了异常。

基底细胞的稳态失调会驱动早期肺癌的发生(图源自Science )

总之,该研究发现,气道基底细胞在转变为癌前状态的过程中会出现细胞命运的转变,并且突变的基底细胞克隆扩张以及异常的细胞迁移是肺鳞状细胞癌发生过程中的关键事件。这为未来对癌前病变生物学的研究提供了概念框架,并可能为早期癌症的拦截开辟新的途径。

参考消息:https://www.science.org/doi/10.1126/science.ads9145

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