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開發(fā)抗癌新發(fā)現(xiàn):24小時內將癌細胞重編程為癌干細胞

更新時間:2021-04-23  |  點擊率:659

研究團隊開發(fā)出一種創(chuàng)新型水凝膠,可以在24小時內將6種不同類型的人癌細胞系轉化為癌癥干細胞。

根據(jù)學術期刊CA: A Cancer Journal for Clinicians最新發(fā)布的全球癌癥數(shù)據(jù)顯示,2020年全球新發(fā)癌癥病例1929萬例,癌癥死亡病例996萬例。這一驚人數(shù)字意味著,盡管全球社會經濟發(fā)展在過去十年大幅增長,醫(yī)療水平和治療方法也在不斷提高,但仍無法阻擋癌癥發(fā)病率和相關死亡的迅速增長。對抗癌癥任重道遠。

目前,晚期癌癥患者的5年生存率仍然很低,其中一個主要原因是腫瘤中的癌癥干細胞,這些細胞不僅對放化療產生耐受性,還會隱藏起來,或者在體內循環(huán),導致癌癥復發(fā)。

近日,發(fā)表在《Nature Biomedical Engineering》(IF=19)上的一項新研究中,來自日本北海道大學田中伸哉教授領導的研究團隊開發(fā)出一種創(chuàng)新型水凝膠,可以在24小時內將6種不同類型的人癌細胞系轉化為癌癥干細胞。這一研究成果將為開發(fā)新的癌癥療法和靶向癌癥干細胞的個性化藥物鋪平道路。

癌癥干細胞(Cancer Stem Cell,CSC),也稱癌干細胞,是指腫瘤中具有自我更新能力并能產生異質性腫瘤細胞的細胞。已知癌癥干細胞在腫瘤惡化和產生治療耐受性中發(fā)揮了重要作用。

研究通訊作者、北海道大學醫(yī)學部田中伸哉教授解釋說:"癌癥干細胞是抗癌藥物的主要靶點,但由于它們在腫瘤組織中存在的數(shù)量非常少,因此難以識別。了解癌癥干細胞的分子機制對于開發(fā)更好的癌癥療法至關重要。"

已知癌癥干細胞需要一個非常特殊的微環(huán)境。在這項研究中,研究人員調查了他們的新型水凝膠是否可以重新創(chuàng)造出誘導癌干細胞的合適環(huán)境。這種新型水凝膠稱為雙網絡水凝膠(Double-Network hydrogels),由兩種化學物質組成的網絡,并含有大量水分,使其具有類似生物組織的柔軟和濕潤特性。

在該研究中,雙網絡水凝膠在短短24小時內就將6種不同的人類癌細胞系(腦癌、子宮癌、肺癌、結腸癌、膀胱癌和肉瘤)中分化的癌細胞快速重編程為癌癥干細胞。將癌細胞置于雙網絡水凝膠上,它們開始形成球形結構,并產生已知是癌癥干細胞標記的特定分子,如SOX2和Oct3/4和Nanog,表明它們已經被重新編程。

與在單網絡凝膠上培養(yǎng)的腦癌細胞相比,在雙網絡水凝膠上培養(yǎng)并顱內注射到免疫缺陷小鼠中的人腦癌細胞具有更高的致瘤性。

此外,研究人員確認了一些參與癌細胞重編程的分子機制。他們發(fā)現(xiàn),鈣通道受體和骨橋蛋白(osteopontin)是誘導癌癥干細胞的關鍵。

他們還發(fā)現(xiàn),來自患者的腦癌細胞在雙網絡水凝膠上培養(yǎng)后,產生了名為血小板衍生生長因子的受體。通過添加這些受體的分子抑制劑,他們可以靶向性地消滅癌癥干細胞,這說明雙網絡水凝膠可以用來選擇治療藥物。

田中說:"這為研究能靶向癌癥干細胞的藥物鋪平了道路。未來,雙網絡水凝膠可以用于優(yōu)化癌細胞類型的診斷和開發(fā)個性化藥物,從而改善癌癥患者的預后。"

 

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來源:生物探索

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