癌细胞杀不完?不如试试将肿瘤“永久休眠”

2021
07/06

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学术头条
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干细胞就像生命的种子,是人类生命的源头细胞,近年来,干细胞作为新型的医疗技术发展迅速,对多种疾病的干预效果疗效显著。

正常情况下,成年个体组织中的成体干细胞大多处于休眠状态,即“G0期”,只有在病理或外因诱导下才会表现出不同程度的再生和更新能力。为此,研究人员猜测,是否能利用干细胞的这种特质让癌细胞也进入“睡眠模式”,从而有效抑制肿瘤的生长呢?



由于目前我们对干细胞是如何调控“静止态”的详细信息还知之甚少,因此为了更深入的探究这个问题,近日,亚利桑那州立大学的科研人员基于单细胞RNA测序技术(scRNA-seq)开发了一种新型的细胞周期分类工具“ccAF”,揭开了如何维持干细胞“G0态”的谜团,并捕获到细胞周期进展对疾病的重要影响,为更深入了解脑癌患者的生存情况提供了可能。

相关研究成果以“Neural G0: a quiescent-like state found in neuroepithelial-derived cells and glioma”为题发表于《Molecular Systems Biology》杂志。


https://doi.org/10.15252/msb.20209522

神经胶质瘤是最常见的原发性中枢神经系统肿瘤,约占所有颅内原发肿瘤的一半。遗憾的是,胶质瘤通常无法治愈,它在大脑中扩散,很难通过手术完全切除。化疗和放疗通常只达到有限的效果。因此,弄清楚是什么触发癌细胞进入分裂周期或保持G0 静息状态才能找到癌症恶化背后的玄机。

在这项最新的试验中,研究人员发现,引领人类神经干细胞 (hNSC) 进入新生命周期可能是开启新的脑癌治疗方法的关键

然而,想要将癌细胞终止于静止期,首先要能够有效的识别出细胞的“G0 期”。但由于当前最先进的单细胞数据分析神器“Seurat”未能充分考虑到de novo细胞簇,包括神经 G0,为此,科研人员基于神经网络法创建了一个新型 “ccAF”细胞周期分类器,以便于更深入地了解细胞周期。


scRNA-seq 和功能基因组学应用于人类神经干细胞

研究人员基于ccAF 工具分析胶质瘤的scRNA-seq数据后发现,通常情况下,癌细胞处于细胞周期的G0 /G1 期,随着肿瘤侵袭性的增强,处于G0期的癌细胞越来越少,从而导致细胞在肿瘤微环境内增殖和生长变快。


ccAF 分类器在胶质母细胞瘤中的应用

在进一步的试验中,研究人员将前期的研究结果与胶质母细胞瘤患者的预后相关联,结果显示,G0期与肿瘤的增殖率、细胞分裂以及新细胞增殖的速度无关。这个结果可能意味着未来我们可以将更多的癌细胞转化为静止状态,从而降低肿瘤的侵袭性。


神经胶质瘤中较高的神经 G0 表达与患者预后相关


该报告的通讯作者、亚利桑那州立大学生物与健康系统工程学院的Christopher L Plaisier教授说:“目前的癌症药物治疗侧重于杀死癌细胞。然而,当癌细胞被杀死时,它们会将细胞碎片释放到肿瘤周围区域,导致剩余的细胞对药物产生更强的抵抗力。因此,与其杀死细胞,不如让它们进入睡眠状态,情况可能会好得多。”

总之,任何癌症的主要特征均是细胞无限增殖,因此如果我们能弄清楚癌细胞增殖的机制,就能为癌症患者带来一线生机。目前,该研究团队正在为ccAF 分类器工具开源,这为成体干细胞治疗癌症的研究进一步加温,期待能够掀起了新一轮的抗癌热潮。
 

End


参考资料:

[1]https://www.embopress.org/doi/full/10.15252/msb.20209522#msb20209522-aff-0001

[2]https://medicalxpress.com/news/2021-06-sleeper-cells-newly-stem-cell.html

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关键词:
干细胞,肿瘤,癌细胞,研究

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