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癌症研究大师发表新型肿瘤实验平台
来源:重大疾病诊断与干预专项基金 发布日期:2015/2/12 13:38:36

控制成人骨髓间充质干细胞(MSCs)生理学及其潜在致瘤性的调节因子,在很大程度上还是未知的,这大大阻碍了我们为侵袭性和致命性MSC来源间质肿瘤(例如未分化的肉瘤)开发有效的治疗方法。

1月22日,世界级癌症研究大师、哈佛大学医学院著名癌症遗传学家Pier Paolo Pandolfi带领的研究小组,在美国癌症研究协会周刊《Cancer Discovery》(2014年最新影响因子15.929)上发表一项重要研究,他们开发出一种新的实验平台,可快速筛选和识别引起成人MSCs恶性转化的基因和通路,模拟体内未分化肉瘤,并最终检测靶定所识别致癌通路的疗效。重要的是,他们利用这个新平台,展示了异常LRF- DLK1-SOX9通路在未分化肉瘤发病机制中的关键作用,因此这项研究具有重要的治疗意义。

Pandolfi早在1994年便开始了肿瘤生物学和遗传学方向的研究生涯,他的研究组曾成功利用小鼠为模型研究并揭示了多种肿瘤发病的分子机理和遗传学机制,包括白血病、淋巴瘤以及前列腺癌等实体肿瘤。2011年其率先提出的CeRNA调控基因表达假说引起了科学界的巨大轰动。2014年4月他带领的研究小组解释了PTEN发挥其抗癌效应的机制,以及PTEN缺失或改变是如何让细胞走上癌变过程的。相关阅读:癌症研究大师Cell撰写明星抑癌基因新故事。

肿瘤发生和干细胞分化通常被联系在一起,在肿瘤发生过程中负责细胞定型和分化的遗传和功能缺失是选择性的,因为未分化的细胞往往具有更长的寿命、更高的生存和增殖潜能,并且往往能抵抗治疗。

成人骨髓间充质干细胞(MSCs)因其具有自我更新和分化成不同间充质细胞谱系(如软骨细胞、成骨细胞和脂肪细胞)的能力而知名。重要的是,现在越来越多的证据表明,成人MSCs是人类未分化肉瘤(其中一种最具侵袭性和致命性的软组织肿瘤)的细胞来源。

未分化肉瘤一般通过手术切除、放疗和化疗治疗;然而,所有这些选择都不会改变患者较差的整体存活率。有限的遗传学和分子分析,以及体内模型(能够允许靶定特定致瘤通路的临床前测试)忠实度的缺乏,都是新的和更有效的治疗方案开发的主要阻碍因素。

而特定形式的肉瘤(如软骨瘤)已经在转基因小鼠中被成功模拟,当前模拟未分化肉瘤的一般程序是基于人肿瘤细胞系向免疫缺陷小鼠的移植、体外扩增,并自发转化异种小鼠原代骨髓间充质干细胞,或者体外基因修饰小鼠骨髓间充质干细胞,其纯度和多能性功能最近一直都受到争议。

虽然这些研究被证明有助于揭示肉瘤生成的未知方面,但这些程序仍然不能反映未分化肉瘤的真正发生和进展,因为它们不能控制关键的因素,例如驱动肿瘤发生过程的遗传变异数量和类型,或者细胞起源。反过来,这些方法将很难让我们发现未分化肉瘤发生发展有关的关键遗传因素,最重要的是,有临床相关性的潜在成药性靶标。

为了填补这些空白,研究人员开发了一种新型体内/体外遗传平台,将让我们在活体内发现引起成人未分化肉瘤MSC转化和生成的遗传因素。

研究人员使用市售的未分类人MSC,获得了可比较的结果。通过阻止野生型以及p53缺失MSCs的自发转化,这种新方法对很多领域将是非常有用的。这种新方法的相关性是基于其对疾病来源细胞的控制能力、它的简单性和速度。此外,它可以很容易地与体外shRNA/过表达载体/文库,或者新开发的基因组编辑系统Crispr/Cas9联合使用,进行单独或联合实验。

重要的是,该研究小组证明了这一新发现实验平台的效用。具体来说,他们定义了LRF作为肿瘤抑制基因在成人MSCs中的作用,并将LRF确定为控制成人MSC分化早期步骤的一个关键因素。

此外,研究人员表征了成人MSCs中由LRF调控的两种进化保守的致癌抑制机制:转录抑制DLK1表达;抑制SOX9活性。DLK1是一种跨膜蛋白,一旦被TACE/ADAM17酶裂解,就释放出可溶性因子FA-1.因此,中和抗DLK1的抗体,单独或联合使用SOX9下游因子抑制剂,可为这种致命癌症新型治疗策略的开发,提供新的机会。
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