分離和生長乳腺組織干細胞的能力可以加速癌癥研究

通過仔細控制兩種蛋白質的水平,索爾克研究所的研究人員已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了如何保持乳腺干細胞——能夠形成乳房組織存活和傳播功能在實驗室,新能力乳腺干細胞是允許他們研究乳房發(fā)育和乳腺癌的形成。

“我們已經(jīng)證明,我們可以把這些細胞從老鼠和研究和規(guī)范他們在實驗室通過向他們提供一個特定的因素,”彼得·c·格雷說科學家索爾克的克萊頓基金會肽生物學實驗室,合作在新的工作與本杰明·t·斯派克索爾克實驗室的高級研究助理教授杰弗里·m·Wahl。

乳腺干細胞可以在胎兒發(fā)育、青春期或哺乳期產(chǎn)生新的乳腺細胞，也可能在乳腺癌中發(fā)揮作用，因此它們是乳腺癌研究的一個非常有前途的途徑。但分離干細胞并將其保存在實驗室進行研究一直很困難。

斯派克說:“之前有很多研究證明了乳腺特異性干細胞的存在，但實際上不可能將它們與成體分離開來。”“但我們之前發(fā)現(xiàn)，我們可以求助于早期發(fā)育，即干細胞比例較高的時期。”

當研究人員使用小鼠的胎兒乳房組織而不是成年組織時，他們能夠確定哪些細胞是干細胞，但這些細胞在培養(yǎng)皿中生長時會迅速改變。所有干細胞的一個定義性特征是，當它們分裂成兩個新細胞時，它們既可以形成干細胞，也可以分化成分化細胞(細胞在分化成特定類型的組織的過程中)。

在培養(yǎng)皿中培養(yǎng)乳腺干細胞，并對其進行染色，使新的干細胞與分化的乳腺細胞呈現(xiàn)不同的顏色。然后，他們開始測試兩種蛋白質的作用——瘸腿蛋白質和grp78，這兩種蛋白質在干細胞生物學和胚胎發(fā)育中都發(fā)揮著重要作用。

斯派克說:“在正常情況下，我們首先看到的是黃色的細胞，即單個細胞中紅色和綠色的組合，然后看到的是紅色或綠色的細胞，這表明我們的細胞有能力制造兩種不同類型的成熟細胞。”“但當我們再次進行實驗，開始改變蛋白質水平時，這些細胞的比例就會變得非常不同。”

研究人員發(fā)現(xiàn)，當他們阻斷to時，這些細胞大多形成分化的細胞，而不是新的干細胞。隨著時間的推移，這些干細胞的數(shù)量減少了，因為它們不再自我繁殖。相反，當它們提高了跛足者的水平時，隨著新干細胞比分化細胞產(chǎn)生的頻率更高，干細胞群體也隨之增長。

在對老鼠的研究中，科學家們還發(fā)現(xiàn)，瘸腿草能幫助老鼠形成新的乳腺組織，這使得研究小組推測，脂肪中附近的細胞可能會產(chǎn)生瘸腿草來刺激乳腺組織的生長。

在之前的一項研究中，格雷的研究小組發(fā)現(xiàn)GRP78蛋白可以與細胞表面的瘸腿蛋白結合，并調節(jié)瘸腿蛋白的功能。這促使科學家們測試GRP78是否對乳腺干細胞有影響。正如他們所懷疑的，當細胞表面缺少GRP78時，它們對瘸腿者沒有反應。

瘸腿者和GRP78都與癌癥有關，包括乳腺癌和肺癌?？茖W家們認為，這兩種蛋白的高水平都可以通過類似的途徑促進腫瘤生長，就像它們刺激乳腺組織生長一樣。有了分離和維持乳腺干細胞的新能力，斯派克和格雷希望他們能夠揭示到底是什么細胞程序削弱和GRP78激活的細節(jié)。在干細胞中了解這一點可以進一步了解這些蛋白質是如何參與腫瘤生長的。

此外，研究人員認為，以瘸子和grp78為靶點可以阻止或減緩癌癥的生長。瘸子和grp78是理想的藥物靶點，因為它們存在于細胞之外。

格雷說:“現(xiàn)在看來，越來越多的治療癌癥的方法都是通過不同的途徑來實現(xiàn)的。”“我們認為，以瘸子和GRP78為靶點，通過靶向癌癥中的干細胞樣細胞，可能是一種補充現(xiàn)有治療方式的獨特方式。”

參與這項研究的其他研究人員包括埃文·布克、馬德胡里·卡拉瑟爾、羅斯·羅德瓦爾德、茱莉亞·利皮安斯卡婭、賈斯汀·拉、瑪麗埃爾·何和杰弗里·m·瓦爾，以及加州大學圣地亞哥分校的喬納森·a·凱爾伯、特雷西·賴特和理查德·克萊姆克

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