美国研究人员发现干细胞和癌细胞大量积累中间体

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naturalkillerce导语：看完后的确奇怪，为什么干细胞和癌细胞大量积累中间体，而已分化的细胞往往含有非常少的中间体，而且当已分化的细胞通过重编程为诱导性多功能干细胞时，细胞内中间体又更加丰富起来。这一点确实有点让人可疑？尤其是癌细胞也像干细胞一样大量积累中间体，这是否说明癌细胞与干细胞之间存在某种联系呢？
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研究背景：! r5 Z* W* b6 @' \7 O9 d- o$ }
在细胞分裂的胞质分裂(cytokinesis)阶段，单个中间体形成，作为子代细胞之间连接桥梁的一部分，它的蛋白质参与最后的切割从而产生两个子细胞。尽管人们发现中间体的时间已经超过一个世纪，但是它们在细胞分裂之后一直被认为是废弃物，这是因为它们常常被扔到胞外空间。! T% d" X8 t5 o* O* e. h- v+ Q
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研究成果：, f0 a8 P; g+ j
该研究成果于2011年9月11日在线发表在《自然细胞生物学》杂志上。3 ]4 T3 x6 d/ {2 l( a. I( F; g
成果之一：马萨诸塞大学医学院的教授Stephen Doxsey和他的同事们发现中间体的命运远非如此简单。他们发现，中间体在组织的干细胞区域---比如睾丸和毛囊---普遍存在。另一方面，已分化的细胞往往含有非常少的中间体。Doxsey的研究小组还发现，当干细胞分化时，细胞内中间体数量下降。相反，当已分化的细胞通过重编程为诱导性多功能干细胞时，细胞内中间体又更加丰富起来。
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成果之二：研究小组也在多种不同癌组织内发现许多中间体存在的证据，比如HeLa和前列腺癌细胞。
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标记的Hela细胞，细胞膜(红色)，细胞内中间体(绿色)和细胞核(蓝色)。
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' q$ i& d' {- p+ Y+ U以上表明干细胞和癌细胞中募集使用过的中间体，而已分化的细胞通过自我吞噬作用消化这种细胞器。中间体如今已正作为一种信号传导中心或者一个组织者，可能跟细胞的干性(stemness)相关。另外，之前不少研究人员发现中间体在细胞分裂之后被是释放到细胞外，Doxsey的研究小组不时也发现了这种现象。这样中间体的命运就存在多种可能性：有些细胞把它们释放到胞外，其他的细胞将它们保持在胞内或者降解它们，但是研究人员认为这些并不相互冲突。至于选择哪种命运，有人认为部分原因跟细胞类型特异性有关。
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- p: D2 j- W  y' b9 g3 j成果之三：研究小组确定干细胞内中间体的积累是由于在分裂之后这些细胞器往往与含有较老的中心体(centrosome)---细胞中主要的微管组织中心---的细胞粘附在一起，而这种含有较老中心体的细胞更可能是干细胞，而不是已分化的子细胞。' P6 q6 G# @3 r  d0 l

: p7 N' w) N' m. s# G% B0 h5 v成果之四：Doxsey和他的同事们还鉴定出NBR1自我吞噬受体，因为通过阻断这种受体，结果发现干细胞中间体数目增加，这也就证实中间体能够通过这种自我残杀(self-cannibalism)的机制发生降解。当他们通过RNA干涉抑制NBR1时，诱导性多功能干细胞群体中细胞数量生长得更多，表明它们在重编程上更加有效。& h. Q- J9 p' _1 ?! X' Z; b& x# M! u

( @( _# I  ]5 P# F& \) A但同时该项研究也留下太多疑问需要人们去解答：
: O; L: n9 ~9 L! P3 |* i* f3 `疑问之一：以上种种均表明中间体应该对干细胞和癌细胞的活性起着重要作用，但是就眼下而言，一个大问题就是这些中间体到底发挥着什么作用。' m: P% R1 P% ^! C& P
疑问之二：通过RNA干涉抑制NBR1，诱导性多功能干细胞内中间体数目增加，而且这些干细胞群体中细胞数量生长得更多，表明它们在重编程上更加有效，但是增加的中间体数目是否为这种变化的原因仍然有待观察，因为还存在其他的可能性：其他的NBR1相关联的自我吞噬靶标也可能导致这种重编程现象的发生。关键问题在于中间体积累是否只是与干细胞相关，或者中间体是否主动地产生干细胞性质。
& {2 t7 U  m  E7 d% x7 G3 ~$ i疑问之三：干细胞和癌细胞大量积累中间体，而已分化的细胞往往含有非常少的中间体，而且当已分化的细胞通过重编程为诱导性多功能干细胞时，细胞内中间体又更加丰富起来。这一点确实有点让人可疑？尤其是癌细胞也像干细胞一样大量积累中间体，这是否说明癌细胞与干细胞之间存在某种联系呢？% K' Y) I( P% M1 w  O) P) n
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发表在《自然细胞生物学》杂志上的原始文献信息：
- h5 i; L6 R' ?& O" W* q1 ^# A “Midbody accumulation through evasion of autophagy contributes to cellular reprogramming and tumorigenicity,” T.-C. Kuo, et al.; Nature Cell Biology, DOI:10.1038/ncb2332, 2011。

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3 h, f1 I1 s+ Q! T上传原始文献供大家探讨，因为以前的干细胞新闻大多很少涉及干细胞里面细胞器方面的，所以希望大家积极探讨啊？
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回复 naturalkillerce 的帖子" L, V% T) T# c/ C; d

5 q9 \+ X5 ]7 N6 `+ Q( {再上传一下，昨天不知怎么的没有上传成功。
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回复 干细胞谷 的帖子
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如果是这样的话，就多了一种检测和监控干细胞和癌细胞的标记。

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回复 swxxx 的帖子
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确实，这点很重要。尤其是目前中间体在干细胞和癌细胞到底起何种作用仍然不可知的情况下。

naturalkillerce

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回复 一一 的帖子
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8 C" b6 \. L( B* {, F9 @对于正常组织而言，干细胞处于树巅，高度未分化，中间体数量最多，不会因细胞分裂而减少，而已分化的细胞处于底部，已经完全分化，细胞分裂后中间体要么被自我吞噬体降解，要么释放到胞外。但是已分化的细胞经过重编程变成iPS后，中间体数量又增加。而且当自我吞噬活性受到抑制时，iPS干细胞中间体数目也增加。这一切是否还表明干细胞自我吞噬活性受到抑制，所以中间体数量多，而已分化的细胞自我吞噬活性比较强，中间体也因此被降解掉。另外，ESC和iPS虽然同为干细胞，而且iPS中的中间体虽然要比是已分化细胞的多，但是因为iPS依然带有已分化细胞的残留影响，仍然具有一定的自我吞噬活性，所有中间体数量还受到一定影响。
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0 Z, X7 V. F/ R$ a" |: ]4 T: g; C如果是衰老的话，机体中间体是否增多，这个还是有疑问的。但是如果一个人衰老时，得了癌症，且癌症进行转移，那么它的中间体可能会随着癌细胞的扩散而增加。人身体干细胞数量相对于已分化的细胞，数量非常稀少。但是由于人衰老时，机体活性减弱，干细胞分化和分裂能力也会随之减弱，损伤组织更新能力下降，所以衰老时，中间体是否增多，还真不好说。

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回复 zjpjcsc 的帖子9 h4 \0 }8 g( U1 @

8 a/ Z; \: Q) S$ a3 ~4 j: ^在研究背景中不是提到过“在细胞分裂的胞质分裂(cytokinesis)阶段，单个中间体形成，作为子代细胞之间连接桥梁的一部分，它的蛋白质参与最后的切割从而产生两个子细胞”吗? 但是在细胞分裂后，在不同细胞中中间体命运不同。

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确实如此，总结得好。