人体含有数百种不同类型的细胞,干细胞就像空白画布一样,可以进行调整和复制,以帮助我们的组织生长和自我修复。然而,一旦被劫持,同一种细胞增殖可能会造成破坏,就像在瘤。
科学家们现在发现了一个新的休息阶段神经上皮细胞- 这中枢神经系统的影响 - 这似乎使它们处于一种休眠状态。如果我们能弄清楚如何将其应用于癌细胞,我们就可以达到让脑肿瘤“休眠”的阶段。
“任何癌症的主要特征都是细胞增殖,”生物医学工程师 Christopher Plaisier 说,来自亚利桑那州立大学。 “如果我们能够进入那里并弄清楚其中的机制是什么,那可能是一个减缓它们速度的地方。”
作为一种具体的治疗方法,还有很长的路要走,但研究人员表示,新确定的静息期使我们能够更好地了解这些干细胞的工作原理。该阶段名为 Neural G0,是在调查如何大脑的生长可以对抗神经退行性疾病。
“如果你患有神经退行性疾病,拥有增殖的干细胞可能是有益的。问题是它也类似于癌细胞快速增加时发生的情况。这是同一枚硬币的两面。”普莱西尔补充道。
我们体内细胞的生命有四个主要阶段: G1(生长,尽管“g”代表“间隙”),S(从细胞核复制遗传物质),G2(再次生长)和 M(分裂成两个新细胞)。后G1,许多细胞绕道进入类似睡眠的状态,称为 G0,细胞要么处于休眠状态,要么不急于开始分裂。
新发现的神经G0状态具有神经上皮细胞特有的特征,并且“特征在于上调在神经发育中起关键作用的基因”,该团队在研究中写道。
就脑癌而言,突变会导致细胞脱离 G0模式,因此传播得非常快。脑胶质瘤例如,当神经上皮细胞以高于正常的速度进入生长和分裂阶段时,就会发生这种情况;了解这些阶段如何发挥作用对于治疗肿瘤至关重要。
“神经G0细胞群和基因表达与胶质瘤侵袭性较小的肿瘤和延长患者生存期显着相关。”该团队写道。
研究人员已经使用称为分类器的神经网络工具根据细胞的 RNA 信息将细胞与阶段相匹配,这里团队开发了一种新的分类器,几乎就像第一次以更高分辨率看到细胞阶段一样。
新的分类器不是分析实际的细胞,而是处理现有细胞数据的数字,这意味着它的使用更简单。
“我们能够挑选出在其他细胞周期分类器中聚集在一起的阶段,”普莱西尔说。 “这可能有几种不同的用途。”
然后,研究小组使用他们的 ccAF(细胞周期 ASU/Fred Hutchinson)工具查看神经胶质瘤数据,发现肿瘤细胞通常位于神经 G0或G1状态。更具侵袭性的肿瘤在神经 G 处冷却的细胞较少0水平,也许指出了未来在治疗方面探索的一条途径。
目前的癌症治疗重点是杀死癌细胞,这可能会导致肿瘤的其余部分对药物产生更强的抵抗力。如果相关细胞能够以某种方式放入 Neural G 中0相反,睡觉,这可能意味着肿瘤扩散的侵袭性较小。
下一步是研究哪些基因负责将细胞推入睡眠或静止状态,希望科学家能够找出其中的机制并加以利用。与此同时,ccAF 正在开源供任何人使用,并且很可能还有更多的细胞周期阶段有待发现。
“细胞周期是一个经过充分研究的东西,但在这里我们无数次地再次研究它,一个新的阶段突然出现在我们面前,”普莱西尔说。
“生物学总是有新的见解向我们展示;你只需要看看。”
该研究发表于分子系统生物学。