|
  
- 积分
- 13511
- 威望
- 13511
- 包包
- 32034
|
据说，每个人都听说过，但是没有人见过的东西只有四样：真爱，鬼魂，UFO和癌症干细胞。不过，现在癌症干细胞真的被看见了。
' {! X$ \1 j g3 w4 Q9 a. }, Q
9 Z5 P4 M: ?/ D, F, {, J) o) l5 z癌症干细胞假设
9 e( q8 Q2 r! G* c/ G) S0 `7 V" D `, T/ G c3 C) s; e
人体是由干细胞分化而来的高度复杂有序的整体。人们在研究癌症的时候就想，癌症会不会也是由少数干细胞分化而来的呢？从而有了癌症干细胞的假设。这个假设的重要性在于，假如真的存在少数驱动癌症的癌症干细胞，那么治疗癌症，就可以针对这些癌症干细胞，做到擒贼擒王，有可能事半功倍。因为这个假设看上去很美，一经提出，就吸引了很多科学家的兴趣,以及随之而来的争议1-2。5 e5 U9 N* R$ ~+ o/ h* c
1 Z2 G; q; j! v& c& a# y% R0 G; q9 C
费力不讨好的设计' Z8 _; P2 ~5 O9 T& M) u4 j
- W! h1 U- z3 F1 ~ 然而，如何检验这个假设呢？最简单，最笨，却也最有效的办法就是：把肿瘤样品中的细胞一个个分出来，然后看哪一个能在动物实验中形成新的肿瘤。能形成新的肿瘤的，应该就是癌症干细胞。
% ~. D- C. @, ]1 Z- T( A3 q6 ~$ o
- p* b2 f: g5 L7 h( A0 v0 t9 m* _$ Q 可是很多批评纷至沓来，这个设计最大的缺陷是：被分离并被接种到动物中的细胞，已经不是原来意义上的细胞，生它养它的土壤都没有了，这细胞很可能发生变化，即使能转化成肿瘤，说不定是后天获得的能力。晏子不是说，橘子生在淮南就是橘子，到了淮北就变成枳？环境的作用很大，如何排除这种可能性呢？
2 e4 j& B! O9 D8 b8 f, J) h+ C+ ]8 `' l0 {1 c
有种癌症干细胞叫在线对其隐身2 G2 h% X$ W% ^9 V" t
* l+ n5 \) }; b1 Q
要想突破这种“种子土壤”困境，就不能分离细胞，那就必须在活体内实时追踪细胞的动向。假如在活体内观察到一种细胞能最终分化出整个肿瘤，那就应该是癌症干细胞。& ~. o9 T. |$ i9 _
" |7 B e! H) Z, j" d+ t+ c$ B 可是，细胞就像一个巨大的，复杂的黑箱，里面发生什么很难观察到，要想追踪细胞动向，需要特殊的标记，这一度在技术上这是很难实现的。, G7 d4 c6 v: n, a) Z; x
: S- u6 }9 j' {7 H
有种荧光叫隐身对其可见
1 B6 ^' Q8 [2 }" q$ K0 T' v% j
. p: D+ n6 i6 B5 L! F0 \ “轻罗小扇扑流萤“的美妙境界，现在很多都市已经不大能看得到了。但是很多山野还有这种奇景。美东南部的Smoky mountain在夏天的傍晚，还是能看到蔚为壮观的萤火虫之海，就像漫天的星星降临山谷，如梦如幻。
3 ]. P/ L$ ?( V, |% F0 g
W4 r: M' k' d C- _: z 荧光现在有了审美之外的更广泛的用途，尤其是在生物学领域。除了来自于萤火虫的绿色荧光，越来越多的荧光被发展出来，比如黄色，红色等等。通过生物工程的方法，这些荧光能够标记各种细胞，于是这些细胞就变得可见了。通过观察这些细胞的命运，我们就知道哪些是癌症干细胞，哪些是一般的癌细胞。
$ O, s/ R& v# V2 n& J
3 f' r" Q ]/ f7 q0 b 要想实现对细胞荧光标记区别不同的细胞发展路径，需要先解决几个问题：: o0 L% G3 m4 X1 @9 a+ d
9 V( T# m3 p5 N. J
第一，如何标记细胞。
m; J6 q+ f# J
6 v t( b5 G+ |+ r9 \. S. L 这又分为两个问题：在哪标记？用什么标记？不同的癌症起源于不同的组织，所以关键是要让特定的细胞群体得到标记。这就要用到特定组织和细胞中发挥作用的启动子，也就是一种主导细胞特异性表达的DNA序列。至于标记物，主要是各种荧光，比如绿色荧光，黄色荧光，红色荧光等。还有一点就是这种荧光最好可控，在我们需要的时候才表达，这就需要一个可以被调控的一个DNA序列。能实现这些目的DNA，包括组织特异性启动子，荧光基因，以及可控DNA，都被安装到一个载体上，然后用转基因的办法把这个载体送进动物体内。这样，在特定的细胞群体内，合适的时候加以诱导，细胞就变得熠熠生辉了。
6 A1 p+ b4 R% ~! J8 Z7 D6 Q+ _; V* k) M
还有更为精巧的标记方式。可以把多种荧光（有四种荧光的例子）放在同一个载体上，通过诱导让荧光适时的开和关，这样就能更好的观察细胞。; o$ t. `5 q$ O0 p$ L6 z- s$ o9 J
" G) F4 J) g3 A/ R% ~& r D" [
第二个问题是如何让动物发生癌症。这个很简单了，有各种化学致癌物可以被用来达到这个目的。一般采用两种致癌物，一种负责癌症的发生，一种负责癌症的维持。: P2 P8 l$ O8 M. S6 Z" q0 ?
+ M* c3 |6 c# N( a1 Q. c9 z9 s& a( Q 剩下的就是对细胞进行监控和分析，看那些细胞有能力变成癌细胞，也就是具有癌症干细胞的潜质。4 g, u) i% _& e3 V* [
6 E- [0 w: |, O; B. o# z: @5 i
用这种技术，人们发现，确实存在少数细胞，能最终分化成肿瘤并维持肿瘤的生长。2012年八月份发表在Nature，Science上的3篇文章，用了不同的标记方法，分别发现了鳞状皮肤癌，胶质母细胞瘤和小肠腺癌中存在癌症干细胞3-5。
, s7 g5 s# ]& O, z# e
: @% i, B E# @, P8 J& s" d6 v# z癌症干细胞 vs 癌症起源细胞 =刘邦vs 陈胜吴广
' n" M% d- r/ Z# b; C4 i; O5 K6 l, \' i& t/ w5 y
这种精致的利用荧光在体内观察细胞的命运的技术，被称为谱系追踪技术（lineage tracing）。使用这种技术，不但能够追踪到癌症干细胞，也能追踪到癌症起源细胞。( B) T7 k9 t+ |4 L
/ _' h) V1 e" ]/ w2 t( [- T 癌症干细胞和癌症起源细胞是不一样的，如果说癌症干细胞就是刘邦的话，癌症起源细胞是陈胜吴广。第一个揭竿而起的，不见得最终能夺得天下。7 S& Z% K" w5 ?2 \* D
. z' w# x) z5 R' i- r$ k: k* i
2011年Cell上的一篇文章6，利用了一种叫做Mosaic analysis with doublemarkers (MADM)的新技术来追踪胶质瘤的起源。这种技术能同时标记两种细胞：绿色荧光标记突变细胞，红色荧光标记正常细胞。然后追踪细胞的发展，确定癌细胞起源。
, O$ H# j: h5 A# g+ H" j
/ Z& @+ C5 H1 j+ }, ^ 然而，谱系追踪只是细胞水平的证据，细胞内的分子发生怎样的变化还不得而知。现在，单细胞测序也已经在技术上可行。如果能使用这种谱系追踪，同时对这些细胞在不同的时间进行测序，也许能够彻底发现癌症发展的前生今世。+ w8 @% a) A7 X/ B* }5 ?" d
9 }3 \* @2 ]: n8 ]; S, B
[1] Cancer stem cell. Wikipedia.5 l' F; q5 \: V: `
: V+ o( z4 ^% W! s[2] Tumor Growth Need Not Be Drivenby Rare Cancer Stem Cells. Science 2007; 317: 337. " [) k6 P4 x8 j5 R! _. n
( r7 h5 }1 j; U W/ u4 ~
[3] Defining the mode of tumor growthby clonal analysis. Nature 2012; 488(7412):527-30. - C. \2 j7 n4 X+ n0 N5 `2 K
& _$ _ z1 M9 v- t$ {
[4] A restricted cell populationpropagates glioblastoma growth after chemotherapy. Nature 2012;488(7412):522-6.
8 K# E; y% w! P& q4 r, A* R& Y- G! }2 O! p( F% p) z7 {$ X5 Y/ [0 }
[5] Lineage Tracing Reveals Lgr5+Stem Cell Activity in Mouse Intestinal Adenomas. Science 2012;337(6095):730-5.
+ J# u% T. U. P* W4 Q& B( T# b# l( m
[6] Mosaic analysis with double markers reveals tumor cellof origin in glioma. Cell2011;146(2):209-21. : g: D/ S+ p8 p* }! N& G. L
- {. x* {% C) x+ {" _" J. S
(科学网：徐鑫) |
-
总评分: 威望 + 2
包包 + 10
查看全部评分
|
发表于 2013-6-4 15:00
发表于 2013-6-5 23:30
