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開發(fā)抗癌新武qi,24小時內(nèi)將癌細胞重編程為癌干細胞,F(xiàn)CS來助力

更新時間:2021-05-13  |  點擊率:750
根據(jù)學(xué)術(shù)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(jīng)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(guān)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(chǎn)生耐受性,還會隱藏起來,或者在體內(nèi)循環(huán),導(dǎo)致癌癥復(fù)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(xué)田中伸哉教授領(lǐng)導(dǎo)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(nèi)將6種不同類型的人癌細胞系轉(zhuǎn)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。

 

2012年,因?qū)?ldquo;體細胞重編程技術(shù)”的研究,時任日本京都大學(xué)教授的山中伸彌獲得當(dāng)年的諾貝爾生理或醫(yī)學(xué)獎。

 

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(chǎn)生異質(zhì)性腫瘤細胞的細胞。已知癌癥干細胞在腫瘤惡化和產(chǎn)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(xué)醫(yī)學(xué)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(guān)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(diào)查了他們的新型水凝膠是否可以重新創(chuàng)造出誘導(dǎo)癌干細胞的合適環(huán)境。這種新型水凝膠稱為雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠(Double-Network hydrogels),由兩種化學(xué)物質(zhì)組成的網(wǎng)絡(luò),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(wǎng)絡(luò)水凝膠在短短24小時內(nèi)就將6種不同的人類癌細胞系(腦癌、子宮癌、肺癌、結(jié)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(wǎng)絡(luò)水凝膠上,它們開始形成球形結(jié)構(gòu),并產(chǎn)生已知是癌癥干細胞標(biāo)記的特定分子,如SOX2和Oct3/4和Nanog,表明它們已經(jīng)被重新編程。

與在單網(wǎng)絡(luò)凝膠上培養(yǎng)的腦癌細胞相比,在雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠上培養(yǎng)并顱內(nèi)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(dǎo)癌癥干細胞的關(guān)鍵。

他們還發(fā)現(xiàn),來自患者的腦癌細胞在雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠上培養(yǎng)后,產(chǎn)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(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)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(yù)后。"

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來源:生物探索

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