根据威尔康奈尔医学院的研究人员领导的一项研究,形成脊柱的椎骨的一种独特干细胞分泌一种促进肿瘤转移的蛋白质。
研究人员利用由椎体干细胞制成的骨样“类器官”发现,相对于腿骨等长骨,肿瘤更倾向于向脊柱扩散主要是由于这些干细胞分泌MFGE8蛋白。
该研究结果发表在《自然》杂志上,开辟了一条新的脊柱疾病研究路线,可能有助于解释为什么实体肿瘤经常扩散到脊柱。
该研究的资深作者Matthew Greenblatt博士是病理学和实验室医学副教授,也是威尔康奈尔医学院桑德拉和爱德华迈耶癌症中心的成员,也是纽约长老会/威尔康奈尔医学中心的病理学家。他说:“我们怀疑,许多涉及脊柱的骨骼疾病可归因于椎体骨干细胞的独特特性。”
研究人员首先根据已知的骨骼干细胞表面蛋白标记物,从实验室小鼠的不同骨骼中分离出被称为骨骼干细胞的细胞,这些细胞可以产生所有的骨骼和软骨。
然后,他们分析了这些细胞中的基因活性,看看是否能找到与脊椎骨相关的基因的独特模式。
他们首先发现了一种新的、更准确的基于表面标记的骨骼干细胞。
第二个发现是来自不同骨骼的骨骼干细胞在基因活性上有系统的差异。
从这一分析中,研究小组确定了一组独特的脊椎干细胞标记物,并在小鼠和实验室培养皿细胞培养系统的进一步实验中证实了这些细胞在形成脊柱骨方面的功能作用。
研究人员接下来研究了脊柱相对于其他类型的骨骼对肿瘤转移的吸引力,包括乳腺癌、前列腺癌和肺癌的转移。
追溯到20世纪40年代的传统理论认为,这种“脊柱向性”与血流模式有关,血流模式优先将肿瘤转移到脊柱而不是长骨。
但是,当研究人员在动物模型中重现脊柱向性现象时,他们发现血流不是解释的证据——事实上,他们发现脊椎干细胞可能是罪魁祸首。
“我们观察到转移性肿瘤细胞的初始播种位置主要在骨髓区域,椎体干细胞及其后代细胞将位于该区域,”该研究的第一作者、格林布拉特实验室的Sun博士说。
随后,研究小组发现,去除椎体干细胞可以消除脊柱骨和长骨之间转移率的差异。
最终,他们确定,与长骨干细胞相比,椎体分泌的MFGE8蛋白含量更高,是脊柱向性的主要因素。
为了证实这些发现与人类的相关性,研究小组与特殊外科医院的研究人员合作,确定了小鼠椎干细胞的人类对应体,并表征了它们的特性。
研究人员目前正在探索阻断MFGE8的方法,以降低癌症患者脊柱转移的风险。
更广泛地说,格林布拉特说,他们正在研究脊椎干细胞的独特特性是如何导致脊柱疾病的。
格林布拉特说:“骨科中有一个分支学科叫做脊柱骨科,我们认为该临床类别中的大多数疾病都与我们刚刚发现的这种干细胞有关。”
来源:中华细胞与干细胞杂志电子版
原标题:椎骨干细胞吸引肿瘤细胞的机制
作者:廖联明 编译
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