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定WNT和NOTCH信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)
閱讀:328 發(fā)布時(shí)間:2020-2-26在一項(xiàng)新的研究中,來(lái)自德國(guó)馬克斯-德?tīng)柌紖慰朔肿俞t(yī)學(xué)中心等研究機(jī)構(gòu)的研究人員發(fā)現(xiàn)了導(dǎo)致腎癌常見(jiàn)形式---透明細(xì)胞腎細(xì)胞癌(clear cell renal cell carcinoma, ccRCC)---的腎癌干細(xì)胞。研究人員在這種疾病的三種模型中找到了一種阻止腫瘤生長(zhǎng)的方法。
并非所有癌細(xì)胞都是一樣的。腫瘤中含有強(qiáng)有力的癌癥干細(xì)胞(cancer stem cell,也譯作腫瘤干細(xì)胞,癌干細(xì)胞),這些癌癥干細(xì)胞會(huì)產(chǎn)生轉(zhuǎn)移性腫瘤,如果它們逃避治療,那么它們就會(huì)讓疾病復(fù)發(fā)。如果科學(xué)家們能夠分離出它們并探究其弱點(diǎn),這將使它們成為治療的重要靶標(biāo)。但是這些細(xì)胞通常非常稀少,以至于尚未在許多類(lèi)型的癌癥中發(fā)現(xiàn)它們。
研究團(tuán)隊(duì)鑒定出腎癌干細(xì)胞并發(fā)現(xiàn)它們存在的弱點(diǎn)。它們依賴(lài)于兩種關(guān)鍵的生化信號(hào)。在這種疾病的多個(gè)實(shí)驗(yàn)室模型中,阻斷這兩種生化信號(hào)就會(huì)阻止腫瘤生長(zhǎng),這提示著一種有前景的治療人類(lèi)腎癌患者的新方法。
鑒定ccRCC癌癥干細(xì)胞對(duì)這個(gè)研究項(xiàng)目至關(guān)重要。在這些細(xì)胞表面上鑒定出三種蛋白,從而使得它們能夠被標(biāo)記和分離。這使得研究人員可以使用熒光激活細(xì)胞分選(FACS)技術(shù)分離出這些細(xì)胞,發(fā)現(xiàn)在人類(lèi)腎臟腫瘤中,這些癌癥干細(xì)胞僅占2%。
對(duì)這些細(xì)胞的分析表明,它們依賴(lài)于通過(guò)稱(chēng)為WNT和NOTCH的兩個(gè)生化途徑傳遞的信號(hào)。鑒于已知這兩種途徑在其他類(lèi)型的癌癥中也起著作用,研究人員已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種強(qiáng)效的WNT信號(hào)抑制劑。
人們以前未曾猜測(cè)WNT和NOTCH在腎臟腫瘤中起作用;這兩種生化途徑中的突變很少在這種疾病中發(fā)現(xiàn)。但是,這兩個(gè)信號(hào)均與一個(gè)稱(chēng)為VHL的腫瘤抑制基因相關(guān),而該基因與ccRCC密切相關(guān)。這些新發(fā)現(xiàn)表明阻斷WNT、NOTCH或同時(shí)阻斷這兩種信號(hào)均可能靶向這些癌癥干細(xì)胞并干擾這種腫瘤中具侵襲性的成分。
在臨床上,針對(duì)癌癥患者的治療中,靶向各種生化途徑的抑制劑正逐漸取代化療藥物。對(duì)這些新的抑制劑的初步測(cè)試是有希望的。值得注意的是,來(lái)自患者的四分之三的細(xì)胞培養(yǎng)物至少對(duì)一種抑制劑有反應(yīng),其余50%的細(xì)胞在兩種抑制劑的存在下受到抑制。
研究人員在實(shí)驗(yàn)室中了解到的東西通常很難轉(zhuǎn)化為患者的真實(shí)情況。從其他實(shí)驗(yàn)室獲得的常規(guī)細(xì)胞系培養(yǎng)物和動(dòng)物模型不能反映人體內(nèi)疾病的復(fù)雜性。采取的一種解決方案是開(kāi)發(fā)更多類(lèi)型的更接近人類(lèi)疾病的模型系統(tǒng)。
Birchmeier和他的同事們已很擅長(zhǎng)從腎癌患者身上提取癌癥干細(xì)胞,讓它們?cè)隗w外培養(yǎng)液中生長(zhǎng),并用一系列不同的藥物處理它們。他們與德國(guó)EPO(Experimental Pharmacology and Oncology)公司合作還將腎癌患者的癌癥干細(xì)胞移植到了小鼠體內(nèi),這樣這些小鼠產(chǎn)生的腫瘤與人體內(nèi)的腫瘤幾乎相同。這些小鼠在尋找治療方法的過(guò)程中是*的:治愈它們攜帶的人類(lèi)腫瘤的方法可能也適用于患者。在當(dāng)前的這個(gè)研究項(xiàng)目中,EPO公司將WNT抑制劑和NOTCH抑制劑單獨(dú)地和和組合地注射到荷瘤小鼠中,并觀察發(fā)生了什么。結(jié)果表明阻斷這兩個(gè)生化信號(hào)是有效的策略。
科學(xué)家們學(xué)會(huì)了使用患者細(xì)胞產(chǎn)生類(lèi)器官(organoid):器官的微型版本,它包含許多類(lèi)型的細(xì)胞。它們是由人體組織構(gòu)成的,但是利用它們進(jìn)行藥物測(cè)試不存在對(duì)人類(lèi)患者進(jìn)行類(lèi)似測(cè)試時(shí)面臨的倫理問(wèn)題。人們已經(jīng)為健康的腎臟、其他多種器官和諸如結(jié)腸癌之類(lèi)的腫瘤構(gòu)建出類(lèi)器官。
其他研究團(tuán)體曾嘗試構(gòu)建針對(duì)ccRCC的類(lèi)器官,但效果不大好。所構(gòu)建出的類(lèi)器官不能很好地生長(zhǎng)或不能產(chǎn)生類(lèi)器官。這兩個(gè)因素在開(kāi)發(fā)藥物測(cè)試和治療的模型中都很重要?;加羞@種疾病的患者需要快速和可靠的模型來(lái)測(cè)試治療反應(yīng)。
這項(xiàng)研究中關(guān)鍵的發(fā)現(xiàn)是鑒定WNT和NOTCH信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)在ccRCC中起著至關(guān)重要的作用,并發(fā)現(xiàn)抑制它們對(duì)腫瘤有影響。不過(guò),不同模型系統(tǒng)之間仍然存在細(xì)微的差異,針對(duì)這些差異仍需加以探索;目前,仍需要對(duì)小鼠進(jìn)行研究。
這項(xiàng)研究為研究這種疾病的科學(xué)家們提供了重要的新實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。研究人員希望在這些模型系統(tǒng)中開(kāi)發(fā)出的策略將以靶向這種癌癥中細(xì)胞的定制療法的形式進(jìn)入臨床。