肿瘤和再生的细胞热点

9月1日在开放获取期刊PLOS Biology上发表的两项研究发现果蝇幼虫中具有独特性质的重叠细胞群。在一种情况下，细胞对辐射或药物诱导的细胞死亡具有抗性，并且能够移动到受损组织的区域，在那里它们采用新的命运并开始再生。第二项研究检查了来自相同位置的细胞，并报告了在肿瘤抑制基因失活后，这些细胞而不是同一组织中其他地方的其他细胞迈出了成为侵袭性肿瘤的第一步。两组作者都讨论了对人类肿瘤的潜在影响。

果蝇幼虫含有所谓的成虫盘，细胞群在化蛹期间形成成虫的结构。圆盘是由平行的细胞片(或上皮细胞)形成的“扁平袋”，这意味着它们具有不同的上部(顶部)和下部(基部)侧。在哺乳动物中，类似的上皮覆盖所有表面并排列身体的所有空腔，并且许多人类肿瘤是上皮来源的。

成像椎间盘上皮细胞中的单个细胞看起来相同，但不同基因的复杂表达模式表明功能差异，并且已知早期确定细胞的最终命运。然而，关于细胞命运的决定并非不可逆转。即使大幅损坏，想象盘也可以有效地再生。研究来自美国博尔德的科罗拉多大学的再生，Shilpi Verghese和Tin Tin Su，通过照射果蝇幼虫开始他们的工作，这导致成像盘中的大量细胞死亡。

研究人员在翼形成像盘中发现了一个细胞亚群，它可以抵抗辐射和药物的细胞毒性作用。当其他细胞死亡时，这些细胞会存活。研究人员发现，它们的存活依赖于两种分子信号通路--Winless和STAT-这两种通路在人类中都是保守的。在辐射造成组织损伤后，幸存的细胞改变它们的位置和命运，随后填充死细胞在同一器官前体的其他部分。研究人员说，这些研究结果“提供了一种新的再生模式，在这种范例中，没有必要引用特殊的抗损伤细胞类型，如干细胞。相反，基因表达在遗传上相同的上皮细胞群体中的差异可以创造一个亚群。具有更大的阻力，在受到损害之后，能够存活，改变它们的命运，并帮助再生组织“。

来自日本静冈国立遗传学研究所的Yoichiro Tamori和Emiko Suzuki以及来自美国塔拉哈西的佛罗里达州立大学的Dun-Min Deng使用果蝇成像盘来研究肿瘤发展的最早阶段。果蝇与人类和其他哺乳动物共享肿瘤抑制基因，并且通过基因工程，这些可以在发育期间的特定阶段关闭。在幼虫发育期间这样做会启动成像盘中的肿瘤形成，研究人员将重点放在翼盘上的这些早期阶段。

研究人员发现，在肿瘤抑制因子失活后，肿瘤总是来自椎间盘的特定区域。来自这些“肿瘤热点”的细胞(其与由Verghese和Su鉴定的细胞亚群共享位置)表达在哺乳动物肿瘤细胞中也具有活性的保守信号传导途径。这些信号对于果蝇中肿瘤形成的早期阶段是必需的光盘，但它们还不够。详细研究上皮片中的细胞结构，研究人员发现肿瘤热点细胞在其基底侧具有刚性结构结构。来自这些热点的前肿瘤细胞从上皮的顶侧发芽并开始肿瘤过度生长。在上皮的其他区域中，细胞的基底侧结构更松散，并且肿瘤细胞被周围的正常细胞从上皮组织基本推出并最终死亡。研究人员还发现，一旦前肿瘤细胞从上皮顶端被推出，内源性活跃的JAK / STAT信号传导使它们能够进行增殖而不是细胞死亡。Tamori，Suzuki和Deng总结道，“我们的研究结果表明两个独立的过程，

关于他们的研究对人体辐射抗性的潜在影响，Verghese和Su指出，在哺乳动物中，Wnt和STAT途径的失调涉及对细胞毒性癌症治疗的抗性。因此，研究人员提出，受到Wg和STAT保护免于细胞死亡并在辐射损伤后参与组织重建的果蝇 细胞 “可能提供一个独特的机会来研究这些保守的信号传导途径如何确保在遗传易处理的模式生物体中存活和再生” 。