เซลล์ผิวที่แข็งแรงสามารถกำจัดมะเร็งเพื่อนบ้านได้• Vyacheslav Kalinin •ข่าววิทยาศาสตร์เรื่อง "Elements" •วิทยามะเร็งจุลชีววิทยา

เซลล์ผิวที่แข็งแรงสามารถกำจัดมะเร็งเพื่อนบ้านได้

มะเดื่อ 1 พลศาสตร์ของการเจริญเติบโตของเซลล์กลายพันธุ์ในรูขุมขน – ในเซลล์ต้นกำเนิดการแสดงออกของยีนกลายพันธุ์ทำให้เกิดการงอกเพิ่มขึ้น – ประชากรของเซลล์กลายพันธุ์ (สีแดง) เติบโตอย่างรวดเร็ว กับ – เซลล์ที่มีสุขภาพดีคูณอย่างรวดเร็วและล้อมรอบการกลายพันธุ์ที่อยู่ตรงกลางของรูขุมขน d – เซลล์ที่มีสุขภาพดีจะกำจัดสารก่อกลายพันธุ์และทำให้เนื้อเยื่อปกติโตขึ้น รูปภาพจากบทสรุปที่ได้รับความนิยมสำหรับบทความที่อยู่ระหว่างการอภิปรายธรรมชาติ

มีการค้นพบกลไกใหม่ที่เป็นพื้นฐานของเนื้อเยื่อที่มีสุขภาพดีเพื่อกำจัดเซลล์ที่กลายพันธุ์คล้ายเนื้องอก มันเปิดออกที่ในการตอบสนองต่อการปรากฏตัวของเซลล์กลายพันธุ์ที่ได้มาจากการแบ่งเซลล์ต้นกำเนิดเซลล์ปกติของรูขุมขนของผิวสามารถเร่งการแบ่งรอบและลบเซลล์กลายพันธุ์ ยังไม่ทราบถึงขอบเขตที่ปรากฏการณ์แบบเปิดสามารถใช้ได้กับเนื้อเยื่อและอวัยวะอื่น ๆ และกลไกใดที่เกี่ยวข้องกับเรื่องนี้ นี้อาจจะเป็นเรื่องของการวิจัยที่ใช้งานในอนาคตอันใกล้

เมื่อมีการแบ่งเซลล์การทำสำเนาของจีโนมของมันด้วยความน่าจะเป็นบางอย่างอาจส่งผลต่อข้อผิดพลาดและการกลายพันธุ์จะปรากฏในเซลล์ลูกหลาน เซลล์ที่แบ่งตัวขึ้นและเนื้อเยื่อจะถูกต่อใหม่เร็วขึ้นเซลล์ที่กลายพันธุ์จะปรากฏขึ้นในเซลล์การกลายพันธุ์สามารถเปลี่ยนพฤติกรรมปกติของเซลล์ทำลายความแตกต่างของมันใช้การแบ่งออกจากการควบคุมและทำให้กลายเป็นเซลล์ที่ไม่สามารถควบคุมการแบ่งตัวของเซลล์มะเร็งทำให้เกิดมะเร็งเนื้องอกได้ และยังคงไม่ชัดเจนว่าในสถานการณ์เช่นนี้แม้การต่ออายุเนื้อเยื่อและอวัยวะต่างๆเป็นเรื่องปกติก็ตามการรักษาความสมดุลของโครงสร้างและหน้าที่ของร่างกาย เป็นเพราะการปราบปรามของกิจกรรมของ oncogenes หรือในทางอื่น ๆ บาง?

ดังนั้นการใช้เทคนิคการเรียงลำดับประสิทธิภาพสูงจึงแสดงให้เห็นว่ามีการเกิดการกลายพันธุ์ของ oncogenic ในเซลล์ผิวของมนุษย์จำนวนหนึ่ง (เซลล์ผิวเพิ่งได้รับการปรับปรุงอย่างรวดเร็ว) (I. Martincorena et al., 2015) ผิวธรรมดาของมนุษย์) และแม้จะมีนี้โครงสร้างของผิวยังคงปกติ – ไม่มีรูปแบบมะเร็ง

กลุ่มนักวิจัยที่นำโดย Valentina Greco (Valentina Greco ดูห้องทดลอง Greco) จากโรงเรียนแพทย์ Yale University ได้พยายามหาสิ่งที่เกิดขึ้นกับเซลล์ที่กลายพันธุ์ในผิวหนัง ด้วยความช่วยเหลือของวิธีการทางพันธุวิศวกรรมพวกเขาได้รับสายของหนูในห้องปฏิบัติการที่มีเซลล์ต้นกำเนิดจากรากผมในความแตกต่างของเซลล์ต้นกำเนิดใหม่ที่แตกต่างกัน (เซลล์ต้นกำเนิดรากผม,HFSC) สามารถสังเคราะห์โปรตีนที่กระตุ้นการกลายพันธุ์β-catenin ซึ่งเกี่ยวข้องกับการปฏิสัมพันธ์ระหว่างเซลล์และกระตุ้นให้เกิดการก่อตัวของเนื้องอก (ส่วนใหญ่ไม่เป็นพิษ) ในเยื่อบุผิว นักวิทยาศาสตร์จากบทความในห้องปฏิบัติการของ Greco ยังคงทำงานกับเซลล์ต้นกำเนิดของรูขุมขนโดยเฉพาะวิธีการที่ใช้กล้องจุลทรรศน์เรืองแสงได้รับการพัฒนาเพื่อให้สามารถสังเกตชีวิตของเซลล์เหล่านี้ได้ในรูขุมขนของหนูที่มีชีวิตอยู่ (ดู P. Rompolas) et al., 2012 ภาพสดของเซลล์ต้นกำเนิดและพฤติกรรมของลูกวัยในการฟื้นฟูต่อมรากผมทางสรีรวิทยา)

หลังจากการเปิดตัวโดยใช้ระบบ Cre (ดูการรวมตัว Cre-Lox) การสังเคราะห์β-catenin ในเซลล์ที่ตรวจพบแล้วรูขุมขนจะโตขึ้นและภายใน 1-2 สัปดาห์จะมีการเจริญเติบโตขึ้นใหม่ (รูปที่ 2) แต่ในไม่ช้ามันก็กลายเป็นว่าหลังจากการเจริญเติบโตหยุดและในประมาณ 80% ของกรณี outgrowths หายไปและ follicles กลับสู่สถานะเดิมเดิมในเดือน (ส่วนที่เหลือกลับมาเป็นปกติในอีกนิดเวลา) ภายหลังแสดงอะไรผิดปกติ

มะเดื่อ 2 การแสดงออกของβ-catenin กลายพันธุ์ทำให้เกิดการเจริญเติบโตผิดปกติของรูขุมขนก่อนแล้วจึงถดถอย ในจำนวน 1 และ 2 ทำเครื่องหมายสองรูขุมขนใกล้ สีเขียว nucleizes ของเซลล์ต้นกำเนิดจากลำต้น (HFSCs) จะถูกเน้น สีม่วง outgrowths ที่เกิดขึ้นประมาณสองสัปดาห์หลังจากที่ได้มีการเน้นย้ำถึงการแสดงออกของβ-catenin เห็นได้ชัดว่าเมื่อสิ้นเดือนของการวิจัยพวกเขาหายตัวไปอย่างสมบูรณ์และไม่ได้ปรากฏตัวขึ้นในอนาคต ความยาวของสเกล 50 ไมครอน ภาพจากบทความกล่าวถึง ธรรมชาติ

ดังนั้นหลังจากการหยุดชะงักระยะสั้นของโครงสร้างรูขุมขนที่เกิดจากβ-catenin ผิวหนังจะกลับสู่ภาวะสมดุลย์ตามปกติ นักวิทยาศาสตร์ตัดสินใจที่จะทราบว่าเหตุการณ์นี้เกิดขึ้นได้อย่างไร พวกเขาติดฉลากβ – catenin แสดงเซลล์ที่กลายพันธุ์และเซลล์ปกติที่มีโปรตีนเรืองแสงต่างๆ การสังเกตพบว่าเซลล์กลายพันธุ์ส่วนใหญ่มีความเข้มข้นอยู่ตรงกลางของ outgrowths และก่อนที่ผลผลิตจะเริ่มลดลงตัวกลายพันธุ์จะถูกล้อมรอบอย่างหนาแน่นโดยการแบ่งเซลล์ปกติออกอย่างสม่ำเสมอและนำออกจากเนื้อเยื่อ (รูปที่ 3) ผู้เขียนไม่ได้ระบุว่าเซลล์กลายพันธุ์หายไปอย่างไร แต่เห็นได้ชัดว่าพวกเขาถูกบังคับให้หลุดออกจากรูขุมขนที่ผิวหนังซึ่งเซลล์เหล่านี้ตายไป กระบวนการนี้สามารถดูได้จากวิดีโอจากเนื้อหาเพิ่มเติมในบทความ

มะเดื่อ 3 รายละเอียดของการเจริญเติบโตและการถดถอยของรูขุมขน (วงกลม เส้นประ). สีแดง เซลล์เปื้อนแสดง mutant β catenin, สีเขียว – เซลล์ที่มีสุขภาพดี ภาพจากบทความกล่าวถึง ธรรมชาติ

ในการทดลองที่คล้ายคลึงกันซึ่งแทนที่จะเป็นβ catenin มีการใช้เม็ดเลือดขาวที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นโปรตีน Hras ผลลัพธ์ที่คล้ายคลึงกันคือแรกรูขุมขนโตขึ้นอย่างมากในตอนแรก แต่พวกเขาก็ถดถอยและจากนั้นก็เสียชีวิตหรือกลายเป็นส่วนประกอบตามปกติของผิว

เนื่องจาก mutants ถูกล้อมรอบไปด้วยเซลล์ปกติก่อนที่จะหายตัวไปผู้เขียนต้องเผชิญกับคำถามว่าเซลล์ที่มีสุขภาพดีรู้จัก mutants เป็นอย่างไร ก่อนหน้านี้นักวิทยาศาสตร์จากกลุ่ม Greco พบว่าการเติบโตของเส้นผมซึ่งควบคุมโดยเซลล์ปกติถูกกระตุ้นด้วยแกนด์ที่มีผลต่อโปรตีนของครอบครัว Wnt เส้นทางการส่งสัญญาณ Wnt ของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมมีส่วนเกี่ยวข้องในการควบคุมการแบ่งตัวของเซลล์การกำเนิดตัวอ่อนความแตกต่างของเซลล์และการพัฒนาเนื้องอก ผู้เขียนแสดงให้เห็นว่าการยับยั้งการทำงานของยีน Wntlessการควบคุมการผลิตแกนด์ตัวกระตุ้นของ WT ทำให้เซลล์ปกติไม่สามารถทำ encapsulate mutants ได้ (รูปที่ 4)

มะเดื่อ 4 การแก้ไขเนื้อเยื่อรูขุมขนต้องใช้เส้นทางการรับสัญญาณ Wnt ที่ใช้งานอยู่ เมื่อยีนปิดการใช้งาน Wntless การเจริญเติบโตที่เพิ่มขึ้นของเซลล์ปกติไม่ได้สังเกตและพวกเขาไม่ได้ล้อมรอบเซลล์ที่ปล่อยβ catenin เช่นเดียวกับมะเดื่อ 3 สีแดง แสดงเซลล์ที่กลายพันธุ์ สีเขียว – HFSC ที่ดีต่อสุขภาพ ความยาวของส่วนขนาด 50 ไมครอน ภาพจากบทความกล่าวถึง ธรรมชาติ

การยับยั้งการแบ่งตัวของเซลล์ปกติโดยการเหนี่ยวนำให้เกิดการงอกของโปรตีน Cdkn1b ในตัวเทียมทำให้เกิดการกลายพันธุ์ของβ-catenin และการก่อตัวของโครงสร้างที่มีลักษณะคล้ายปมโดยไม่มีสัญญาณการถดถอย (รูปที่ 5) เช่นเดียวกับกรณีที่ไม่มีแกนด์ Wnt

มะเดื่อ 5 การแสดงออกในเซลล์ปกติของโปรตีน CDKN1b ซึ่งยับยั้งการงอกของพวกมันทำให้เกิดการเติบโตอย่างต่อเนื่องของผู้ผลิตβ-catenin ที่ผันแปรและการถดถอยของรูขุมขนไม่เกิดขึ้น ภาพจากบทความกล่าวถึง ธรรมชาติ

ดังนั้นบทความกล่าวถึงกลไกใหม่โดยพื้นฐานที่เนื้อเยื่อปกติสามารถต้านทานการก่อตัวของเนื้องอกได้ มันเปิดออกที่เซลล์ของรูขุมขนของผิวที่มีความเป็นเอกฉันท์พิเศษซึ่งจะแสดงในความสามารถในการขจัดข้อบกพร่องที่เกิดขึ้นและรักษา homeostasis ผิวในเวลาเดียวกันผลที่ได้รับยังมีคำถามมากมายที่ยังไม่ได้ตอบ

เซลล์ที่รู้สึกว่า "เซล" มีผลต่อสุขภาพอย่างไร? ผู้เขียนแสดงให้เห็นว่าสิ่งนี้สามารถเกิดขึ้นได้จากการสื่อสารระหว่างเซลล์กลายพันธุ์และปกติผ่านทางเส้นทางการส่งสัญญาณ Wnt แต่ก็ไม่ชัดเจนว่ามีสัญญาณอื่น ๆ ที่มีส่วนเกี่ยวข้องในการขจัดข้อบกพร่องเหล่านี้ไม่ว่าจะเป็นกลไกป้องกันทำงานในเนื้อเยื่ออื่น ๆ และสิ่งที่ใช้ในการดำเนินการของสัญญาณเส้นทาง

นอกจากนี้วิธีการกลายพันธุ์เซลล์เอาชนะการกระทำของกลไกนี้และเริ่มต้นการก่อตัวของเนื้องอก (ซึ่งอนิจจาบางครั้งก็ยังฟอร์ม)? เป็นที่ทราบกันดีว่าเซลล์ต้นกำเนิดที่ผ่านกระบวนการแยกตัวและหยุดการแบ่งตัวไม่จำเป็นต้องอยู่ในสถานะนี้ ถ้าจำเป็นพวกเขาสามารถ "dedifferentiate" และกลายเป็นเซลล์ตัวนำ ดังนั้นในตับอ่อนไม่มีเซลล์ต้นกำเนิด และวิธีเดียวที่จะแก้ไขความเสียหายของเนื้อเยื่อคือการทำให้ส่วนหนึ่งของเซลล์เข้าไปอยู่ในสถานะที่ช่วยให้ข้อบกพร่องสามารถแบ่งออกได้อีกและได้รับการซ่อมแซม ความเป็นปึกแผ่นในบางสถานการณ์อาจเป็นประโยชน์ในขณะที่คนอื่น ๆ ก็เต็มไปด้วยความเป็นไปได้ของโรคมะเร็ง การกลายพันธุ์ของเนื้องอก Krasที่เกี่ยวข้อง HRASมีเนื้องอกมะเร็งเกือบทั้งหมดของท่อตับอ่อน ได้แสดงให้เห็นว่าการปรากฏตัวของการกลายพันธุ์เหล่านี้ในเซลล์ที่ไม่แบ่งที่แตกต่างกันมากไม่ค่อยทำให้เกิดมะเร็ง แต่ถ้าต่อมน้ำเกิดความเสียหายตัวอย่างเช่นในระหว่างตับอ่อนอักเสบและเซลล์บางส่วนของเซลล์เริ่มแบ่งออกเพื่อขจัดข้อบกพร่องการกลายพันธุ์ Kras (J. C. Mills, O. J. Sansom, 2015. เซลล์ต้นกำเนิดสำรอง: เซลล์ที่แตกต่าง, metaplasia และ neoplasia ในระบบทางเดินอาหารในผู้ใหญ่) การศึกษานี้มีวัตถุประสงค์เพื่อช่วยในการรักษามะเร็งต่อมลูกหมาก

โดยทั่วไปงานนี้เป็นนวัตกรรมใหม่ ๆ นักวิจัยจำนวนมากได้ให้ความสำคัญกับการศึกษาการตอบสนองของเซลล์ที่มีสุขภาพดีต่อเนื้องอกที่สร้างขึ้นแล้ว – วิธีที่พวกเขาแทรกแซงหรือมีส่วนร่วมในการพัฒนาเนื้องอกต่อไป ในทางตรงกันข้ามกลไกการปฏิสัมพันธ์นี้ในขั้นตอนของการเกิดเนื้องอกของเนื้องอกจะถูกตรวจสอบที่นี่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเป็นไปได้ที่จะเป็นครั้งแรกในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม in vivo แสดงให้เห็นถึงกระบวนการของการแข่งขันระหว่างเซลล์ที่แตกต่างกัน (ในกรณีนี้การกำจัดเซลล์ที่กลายพันธุ์โดยปกติ) สมมติว่าปรากฏการณ์ที่ค้นพบโดยผู้เขียนซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งยวดทั้งด้านยาและชีววิทยาทั่วไปของเซลล์จะมีการศึกษาในอนาคตอันใกล้นี้

แหล่งที่มา:
1) Samara Brown, Cristiana M. Pineda, Tianchi Xin, Jonathan Boucher, Kathleen C.Suozzi, Sangbum Park, Catherine Matte-Martone, เดวิดกรัมกอนซาเลซ, Julie Rytlewski, Slobodan Beronja & Valentina Greco การแก้ไขการเจริญเติบโตผิดปกติช่วยรักษา homeostasis ของเนื้อเยื่อ // ธรรมชาติ. 2017. โวลต์ 548. พี 334-337 DOI: 10.1038 / nature23304
2) J. Burclaff, J.C. Mills ชีววิทยาของเซลล์: ผิวสุขภาพดีปฏิเสธมะเร็ง // ธรรมชาติ. 2017. โวลต์ 548. 289-290 พี. (บทสรุปที่เป็นที่นิยมในบทความที่อยู่ระหว่างอภิปราย)

Vyacheslav Kalinin


Like this post? Please share to your friends:
ใส่ความเห็น

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: