紐約大學醫學院的研究人員最近發現,一些致命的皮膚癌可能要歸因于黑素干細胞,并且起源于毛囊而不是皮膚。這項最新成果于本周發表在《Nature Communications》雜志上。
過去的研究認為,紫外線是黑色素瘤的主要風險因素。新研究則認為,正常毛囊中也存在觸發因素。毛囊是位于皮膚層內的復雜器官。研究人員發現,癌變的黑素干細胞從毛囊中遷移出,并在附近的表皮形成黑色素瘤,之后擴散到深處。
文章的通訊作者、紐約大學醫學院的Mayumi Ito博士表示:“通過確認毛囊中的致癌色素細胞是黑色素瘤的真正來源,我們對這種癌癥的生物學機理有了更好的了解,并找到了應對它的新思路。”
干細胞有可能分化成多種類型的細胞,并且在這些細胞之間轉換。這種靈活性對發育過程很有用,但對成人而言可能是危險的,因為癌細胞會重新獲得早期胚胎細胞的某些特征。根據這些特點,研究人員認為黑色素瘤可能來源于幾種干細胞,這使其難以治療且難以追蹤。
這項新研究針對的是發育成黑素細胞的干細胞,這些細胞產生了黑色素,并通過吸收太陽光中的一些紫外線而保護皮膚。通過吸收某些波長的可見光,黑色素“形成”了頭發的顏色。
研究小組建立了一種用于黑色素瘤研究的新型小鼠模型,該模型經過精心設計,使得研究團隊只能編輯濾泡黑素干細胞中的基因(c-Kit-CreER小鼠)。于是,他們在黑素干細胞中引入遺傳變化,使得其后代形成黑色素瘤。
作者首次準確追蹤到關鍵的干細胞類型,證實黑色素瘤細胞可能來自黑素干細胞,這些細胞異常地向上移動,并從毛囊中遷移出,進入皮膚表皮。然后,他們追蹤到相同細胞在表皮繁殖,隨后進入了皮膚的真皮層。
一旦到達真皮,這些細胞就會脫去原先的標志物和色素,這大概是對局部信號的反應。它們還獲得了與神經細胞和皮膚細胞相似的特征,其分子特征幾乎與黑色素瘤組織中的細胞完全相同。
之后,研究人員一一屏蔽了卵泡環境中的信號通路,看看哪種信號通路有助于癌癥的形成。他們證實,卵泡黑素干細胞在帶有致癌突變后不會繁殖或遷移,除非它們暴露在endothelin(內皮素)和WNT中。這些信號蛋白通常導致頭發變長。
文章的第一作者Qi Sun博士表示:“盡管這些結果還需要在人體實驗中進一步證實,但我們認為黑色素瘤可能起源于卵泡和皮膚層的色素干細胞,從而使某些黑色素瘤具有多個干細胞來源。”
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