研究人员确定了癌细胞可能开始的位置

癌细胞是正常细胞，通过在生命中做出糟糕的发育决定而出错。在一项涉及与许多人白血病有关的致癌基因的果蝇的研究中，西北大学的研究人员已经深入了解了发育中的细胞如何正常转变为受限制的或专门的状态以及该过程如何在癌症中出错。

果蝇的眼睛是许多不同特化细胞的复杂模式，例如光敏神经元和视锥细胞。由于苍蝇与人类共享许多相同的致癌基因，科学家们使用精确制造的黑腹果蝇复眼(常见的果蝇)作为研究人类癌症出了问题的主力。

由生物学家Richard W. Carthew和工程师LuísANAmaral共同领导的多学科团队研究了正在发育的眼睛中的正常细胞行为。研究人员惊讶地发现，当细胞从更原始的干状状态转变为更特殊的状态时，一种叫做Yan的重要蛋白质的水平开始剧烈波动。如果水平没有或不能波动，则电池不会切换并向前移动。

“这种疯狂的波动或噪音发生在细胞转变时，”西北大学Weinberg艺术与科学学院分子生物科学教授Carthew说。“第一次，我们看到有一个短暂的时间段，因为开发单元从A点到达B点。噪声是'介于'之间的状态，对于单元切换到更专业的状态很重要。可能是正常细胞走向癌症的地方。“

研究人员还发现，一种名为EGFR的细胞受体接收的分子信号对于关闭噪声非常重要。如果未收到该信号，则该单元保持不受控制的状态。通过将这种噪声及其“关闭”开关定位为正常细胞分化过程中的重要点，西北研究人员为研究细胞如何失控并转化为癌细胞的科学家提供了目标。

该研究于1月14日由在线生命科学和生物医学期刊eLife发表。西北研究人员研究的“嘈杂”蛋白质在飞行中称为Yan，在人类中称为Tel-1。(蛋白质是转录因子。)Tel-1蛋白质指导细胞变成白细胞; 产生蛋白质癌基因Tel-1的基因经常在白血病中发生突变。

关闭苍蝇噪音的EGFR蛋白在人类中被称为Her-2。Her-2是一种癌基因，在人类乳腺癌中起着重要作用。“从表面上看，苍蝇和人类是截然不同的，但我们共享了大量的基础设施，”Carthew说。“我们可以利用果蝇遗传学来了解人类的工作方式以及癌症和其他疾病的出现方式。”果蝇细胞很小，紧密堆积在一起，使它们的研究具有挑战性。Carthew和Amaral的生物学家，化学和生物工程师，计算机科学家和化学家团队共同研究如何识别和分析苍蝇眼中成千上万的个体细胞。

“过去，人们建立了控制细胞分化的调控网络模型，主要是通过遗传扰乱网络的一个或两个组成部分，然后将这些结果汇编成模型，”Amaral，化学和生物工程教授说。麦考密克工程学院。“我们测量了视网膜的发育情况，并发现了关键调节因子Yan和EGFR的意外行为。”

NicolásPeláez，该研究的第一作者和博士。与Amaral和Carthew合作的跨学科生物科学的候选人，建立了新的工具来研究苍蝇在发展苍蝇时的这种奇怪的噪音特征。他的方法使研究人员能够轻松测量Yan蛋白的浓度及其波动(噪音)。

Carthew说，果蝇细胞从无限制细胞到限制细胞需要15到20个小时。Peláez确定Yan蛋白质在六到八小时内是嘈杂或波动的。“研究调节蝇眼图案的分子动力学可以让我们了解人类疾病，”佩拉兹说。“利用果蝇等模式生物将有助于我们定量了解复杂动物分化的基本生物学原理。”