根据美国国家癌症研究所的数据,结直肠癌是美国第四大最常见的癌症,预计到 2021 年将有近 150,000 人罹患。该机构还估计,今年该疾病将导致约 53,000 名美国人死亡,成为美国第二大癌症。癌症死亡的原因。专家表示,更令人不安的是全球 50 岁以下人群早发性结直肠癌发病率增加的趋势。

由于及早发现结直肠癌是挽救生命的关键,因此约翰霍普金斯大学医学团队一直致力于更好地了解结肠(大肠)细胞衬里(称为上皮)的分子水平特征,以便定义癌症如何从那里开始。

约翰霍普金斯大学医学院病理学助理教授 Tatianna Larman 医学博士说:“我们的目标是研究这种上皮‘土壤’,在这种土壤中,细胞可以转化为致癌‘杂草’,并在其中生长和增殖。” “发现上皮干细胞生态位 [微环境] 中的哪些条件会促进瘤形成 [异常细胞生长] 和获得癌症驱动突变 [导致细胞癌变的基因序列变化] 可能有助于我们确定‘清洁花园’的方法在癌症出现之前。”

在 2021 年 5 月出版的Neoplasia杂志上发表的一项研究中,Larman 和她的同事使用正常结肠肠类器官——从肠干细胞生长的细胞系,其功能类似于微型结肠——来看看单独改变微环境是否会导致上皮变化是癌症的前兆。

“我们从研究中了解到,肠道干细胞需要某些‘利基因子’来维持正常的生长和功能——一种称为体内平衡的平衡——而癌症的前体细胞可以在没有这些因素的情况下生长,”拉曼说。“当我们去除其中一个小生境因子,即一种称为表皮生长因子[EGF]的蛋白质时,大多数类器官都如预期般死亡。然而,几个月后,罕见的幸存者出人意料地适应了没有 EGF 的生长,并表现出许多瘤形成的特征,例如作为异常形态和染色体数量。”

研究表明,炎症性肠病和由此产生的结肠炎(结肠中的一种慢性损伤和炎症)会增加患结肠直肠癌的风险。因此,研究人员专门研究了源自结肠炎小鼠的类器官,发现它们可以更快地适应无 EGF 的微环境。

由于研究小组表明这种不依赖 EGF 的细胞表现出早期肿瘤的许多分子特征,Larman 说这提供了证据表明慢性炎症和上皮的分子水平修复可能“重新编程”细胞以降低恶性肿瘤的阈值。

该团队希望其研究结果将扩展对癌症发生的思考,以涵盖“微环境重塑”如何促进和协同驱动细胞走向癌症的早期突变。

“作为一名病理学家,我在显微镜下从患者结肠镜检查中检查了无数息肉 [通常是结直肠癌前兆的生长],”Larman 说。“这些样本让我想知道是什么微环境分子变化允许息肉产生和生长。我们的研究提供了一种可能的途径,为未来研究我们如何使生态位和上皮细胞恢复正常、无癌症的稳态铺平了道路。”

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