Cell Stem Cell:科学家首次揭示起源癌细胞如何控制肿瘤侵袭和转移

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来自比利时科学家首次证明了起源肿瘤细胞如何控制肿瘤细胞的侵袭性和转移特性。

肿瘤异质性是指不同患者肿瘤之间和同一个肿瘤内不同细胞之间的差异。这种异质性的存在会影响对癌症患者的诊断、治疗和预后。为了解释肿瘤的异质性科学家已提出了不同的机制,如上皮间质转化(EMT),在该过程中上皮肿瘤细胞失去黏附力,并获得间充质细胞的迁移特性,该过程与肿瘤转移和耐药性相关。为何有些肿瘤会发生EMT,而另外一些肿瘤则不会,其中的原因可能反映了起源肿瘤细胞的差异性,但是这种可能性到目前为止还未得到研究。

该首次证明,对于皮肤鳞状细胞癌来说起源癌细胞控制着EMT过程。相关研究结果发表在国际学术期刊Cell Stem Cell杂志上。

在这项新研究中研究人员利用基因工程小鼠对起源癌细胞进行谱系追踪,并检测表皮不同部位诱导癌症形成的突变基因的表达。令人惊讶的是,起源于毛囊的肿瘤通常都是会发生EMT过程并具有很强侵袭性的间充质样肿瘤,而起源于毛囊间表皮的皮肤癌是上皮高分化的癌症。这些数据表明,毛囊干细胞和它们的后代容易发生EMT过程并发生转移,说明起源癌细胞与肿瘤的侵袭性密切相关。

为了解其中的机制,研究人员对不同起源癌细胞及相对应肿瘤的转录谱和表观遗传谱的差异进行了研究。他们发现,起源癌细胞的表观遗传学和转录图谱会影响致癌基因靶细胞向上皮高度分化型或更具侵袭性方向的转变,这表明起源癌细胞在这种转变过程中发挥重要作用。研究人员表示参与EMT的基因在起源癌细胞中就已经启动,这会促进癌细胞发生EMT过程。

文章作者指出:“结合全基因组转录谱和表观遗传图谱分析,我们现在可以确定哪些基因能够结合特定的DNA区域,调节肿瘤细胞基因表达。发现这些调控不同肿瘤功能的基因网络有助于设计阻断肿瘤发生和EMT过程的新策略,帮助提高肿瘤对治疗的应答,减少转移。”

DOI: 10.1016/j.stem.2016.10.018 

Cell-Type-Specific Chromatin States Differentially Prime Squamous Cell Carcinoma Tumor-Initiating Cells for Epithelial to Mesenchymal Transition

Mathilde Latil1, 6, Dany Nassar1, 6, Benjamin Beck1, Soufiane Boumahdi1, Li Wang2, Audrey Brisebarre1, Christine Dubois1, Erwin Nkusi1, Sandrine Lenglez1, Agnieszka Checinska1, Alizée Vercauteren Drubbel1, Michael Devos3, 4, Wim Declercq3, 4, Rui Yi2, Cédric Blanpain