亮点文章阐明肿瘤和再生的细胞热点区

　　2016年09月07日讯 近日，刊登于国际杂志PLoS Biology上的两篇研究报告中，来自日本国立遗传学研究所和佛罗里达州立大学的研究人员通过研究在具有独特性质的果蝇幼虫机体中鉴别出了细胞的重叠组，在一种情况下，细胞会对辐射或药物诱导的细胞死亡耐受，而且还会移动到损伤组织区域，在该区域内细胞就会采用新的模式来开启细胞再生增殖；在第二项研究中研究人员对来自相同位点的细胞进行了相关研究，他们发现，在肿瘤抑制基因的失活作用下，相同组织中的细胞首先会转变成恶性的肿瘤组织，两篇文章的作者在文章中都探讨了研究结果对人类肿瘤的潜在应用。

　　果蝇幼虫机体中含有所谓的成虫盘（imaginal discs），其是果蝇早期胚胎发育期间保留下来的而在幼虫期开始分化的细胞群体，在蛹化期间这些细胞群体就会形成成体的结构，成虫盘是由极化的一系列细胞所形成的，这就意味着这类细胞群体有着明显的上下端结构；在哺乳动物机体中，相似的上皮细胞覆盖着机体所有腔体的表面，而且很多人类机体的肿瘤都是上皮组织起源的。

　　成虫盘上皮组织的单个细胞看起来相同，但是其却有着能够指示功能性差异的不同基因的复杂表达模式，而且我们都知道细胞的最终命运实际上很早就已经确定了，然而细胞命运的确定或许并不是不可逆转的；成虫盘能够高效地再生，甚至在幼虫机体发生实质性损伤的情况下，文章中研究者通过对果蝇幼虫进行辐射来引发成虫盘细胞的大量死亡，从而来深入研究。

　　研究者发现，幼虫翅膀的成虫盘的细胞亚群对于辐射和药物的毒性作用具有一定的耐受性，当其它细胞死亡时这些细胞依然会存活下去，而其存活却依赖于两种分子信号通路，即Wingless和STAT信号通路，这两种信号通路在人类机体中是保守的，当辐射引发组织损伤后，存活下来的细胞就会改变其位置和命运，随后其填入相同器官器安提部分的死亡细胞中，研究者认为，这项研究就提供了一种研究再生的新模式，而这对于研究如何激活对特殊损伤耐受性的细胞类型，比如干细胞或许提供了一定思路，此外，遗传相同的上皮细胞群体中基因表达的差异性或许也能够产生出具有高度耐受性的细胞亚群，而这对于组织再生也非常关键。

　　研究者Yoichiro Tamori等人利用果蝇的成虫盘研究了肿瘤发育的早期阶段，和人类及其他哺乳动物一样，果蝇机体中也拥有着相同的肿瘤抑制基因，通过遗传工程化修饰，这些基因就能够在机体发育的特殊阶段被关闭，在幼虫发育阶段关闭肿瘤抑制基因的表达或许就会开启成虫盘的肿瘤形成，为此研究人员重点对成虫盘的这些早期阶段进行了深入研究。

　　当肿瘤抑制子被失活后，研究者们就发现，肿瘤总是会起源于成虫盘的特殊区域，而且来自这种“肿瘤热点区域”的细胞能够表达出保守的信号通路，而这些信号通路在哺乳动物的肿瘤细胞中同样处于活性状态，研究者发现，肿瘤的热点区域能够分享细胞亚群的位点。这些信号通路对于果蝇成虫盘中肿瘤形成的早期阶段非常必要，但其却并不是充足的，仔细分析成虫盘上皮表层细胞架构的详细信息后，研究者们发现，肿瘤热点区域的细胞或许在其底面有着严格的结构特性，而且来自这些热点区域的原代肿瘤细胞可以从上皮细胞的顶端“出芽”并且开启肿瘤快速生长。

　　在上皮组织的其它区域中，细胞的底面的结构或许较为松弛，而且原代肿瘤细胞能够被周围的正常细胞从上皮组织中“推出去”，最终死亡；与此同时研究者们还发现，一旦原代肿瘤细胞被从上皮组织的尖端推出去，内源性的活性JAK/STAT信号通路就会使得这些细胞经历增殖而不是死亡，研究者总结道，我们的研究结果阐明了两种独立的过程，即尖端分层作用和JAK/STAT信号通路激活作用，二者对于肿瘤发生非常关键，考虑到上皮组织的结构，研究者建议，肿瘤的发生或许普遍是通过相似的机制起源于肿瘤热点区域而致。

　　当提及本文研究对于人类辐射抗性的潜在应用时，研究者Verghese和Su指出，在哺乳动物机体中，Wnt和STAT信号通路的脱调节作用或许参与了对毒性癌症疗法耐受性过程，因此研究者认为，果蝇机体的细胞能被Wnt和STAT信号通路保护免受死亡，而且在放射产生损伤后这些细胞还能够参与到组织重建过程中去，这或许就为研究者提供了一种新的机会来研究这些保守的信号通路如何能够在遗传易操作的动物模型中确保细胞的生存和组织的再生。