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干细胞能否成为细菌与癌症之间的纽带?

更新时间:2018-05-15

胃腺横切面,显示绿色个体细胞的轮廓和蓝色的核。 ©MPI为感染生物学

新的研究表明,细菌将胃中的干细胞更新转化为超速 - 许多科学家怀疑干细胞的更新在癌症的发展过程中发挥作用。 / em

胃癌是癌症相关死亡的最常见原因之一,主要是因为大多数患者处于疾病的晚期阶段。这种癌症的主要原因是幽门螺杆菌,长期感染所有人类的一半。然而,与肿瘤病毒不同,细菌不会将转化基因沉积在其宿主细胞中,以及它们如何能够导致癌症迄今仍然是一个谜。柏林马克斯普朗克研究所的一个跨学科研究团队与加利福尼亚州斯坦福大学的研究人员合作,现在已经发现该细菌将干细胞在胃中的更新转化为超速 - 许多科学家都认为干细胞的更新可以发挥作用在癌症的发展。通过显示胃含有两种不同的干细胞类型,其对相同的驱动信号作出不同的反应,他们发现了一种新的组织可塑性机制。它允许调整组织更新以响应细菌感染。

虽然早已认识到某些病毒通过将癌基因插入宿主细胞DNA而可能导致癌症,但一些细菌也可能导致癌症的事实一直较慢并且难以证明。虽然现在很清楚,大多数胃癌病例与幽门螺杆菌慢性感染有关,但机制仍不清楚。

柏林马克斯普朗克感染生物研究所的Thomas F. Meyer和他的同事花了很多年的时间研究这种细菌及其在胃上皮细胞中诱导的变化。特别是,他们对于在细胞迅速被替换的环境中如何诱导恶性肿瘤感到困惑。他们怀疑,答案可能在于在胃内部的腺体底部发现的干细胞,该细胞不断地从其底部向上取代剩余的细胞 - 并且这些细胞是唯一长寿的细胞胃。柏林Charité大学医学院的临床科学家迈克尔西格尔加入了马克斯普朗克团队,推翻了既定的教条,证明幽门螺旋杆菌不仅感染即将脱落的表面细胞,而且还有一些细菌设法侵入腺体深处并到达干细胞室。他们现在发现这些干细胞通过增加它们的分裂确实对感染作出反应 - 产生更多的细胞并导致受影响患者中观察到的粘膜的特征性增厚。

他们使用不同的转基因小鼠来追踪表达特定基因的细胞,以及他们所有的子细胞。在Nature上发表的结果表明,胃腺含有两种不同的干细胞群体。两者都响应称为Wnt的信号分子,其维持许多成人组织中的干细胞更新。最重要的是,他们发现直接位于腺体下方的结缔组织层中的肌成纤维细胞产生第二种干细胞驱动信号R-spondin,两种干细胞群反应不同。正是这个信号控制了对幽门螺旋杆菌的反应:感染后,信号逐渐增强,使更慢的循环干细胞群体沉默,使更快的循环干细胞群体过度繁殖。

这些发现证实了人们越来越认识到,慢性细菌感染是癌症的强烈推动者。 “我们的研究结果表明,传染性细菌可以增加干细胞的更新,”Sigal说。 “由于幽门螺旋杆菌引起终生感染,干细胞分裂的不断增加可能足以解释观察到的癌变风险增加,”梅耶补充道:“我们的新发现揭示了慢性细菌感染的有趣方式扰乱组织功能,并提供无价的线索,说明细菌通常如何增加患癌症的风险。“

出版物:Michael Sigal等人,“Stromal R-spondin orchestrates gastric epithelial stem cells and gland homeostasis,”Nature(2017)doi:10.1038 / nature23642

来源:马克斯普朗克研究所

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