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新技术直观地描绘了癌细胞如何在结肠组织中生长和扩散

北卡罗来纳州达勒姆市-杜克大学癌症研究所的研究人员观察到干细胞突变如何悄然出现并扩散到整个结肠区域,直到最终占主导地位并成为恶性肿瘤。

通过在小鼠中使用创新的建模系统,研究人员通过使干细胞发光,在视觉上标记了结肠癌的突变。然后,在动物体内观察到在结肠癌中发现的突变,阐明了一种正在进行的“死亡竞赛”,其中一种或另一种突变优于其他突变,成为恶性肿瘤的驱动力。

杜克大学外科和细胞生物学系的助理教授约书亚·斯奈德(Joshua Snyder)博士说:“这项研究为突变前癌干细胞在整个结肠癌和种子癌中扩散的以前无形的过程提供了新的见解。”该研究的共同资深作者于12月2日在线发表在《自然通讯》杂志上。

斯奈德说:“我们的技术为测试可中断这种早期恶性过程的新疗法奠定了坚实的基础。我们希望有一天能靶向并消除这些隐形癌前细胞,从而预防癌症。”

Snyder及其同事-包括合著者H. Kim Lyerly医学博士,杜克大学的George Barth Geller教授-以新的方式应用了分子染色技术,在单个肿瘤的干细胞中标记了几种常见的结肠癌突变创建荧光条形码。

当转移到小鼠身上时,荧光干细胞的彩虹可以在视觉上被追踪到,揭示出癌前事件的细胞和分子动力学。

通过这种方式,研究人员发现了婴儿和成年人共有的肠道生境如何生长出癌变前细胞的关键差异。在关键时期,新生儿对肠道干细胞内突变的影响敏感。这会在整个肠道内播种大面积的癌变前突变细胞,这一过程称为“场癌化”,这会大大增加患癌的风险。这些突变的细胞场可以生长和扩散数年,而不会被当前的筛选技术检测到。通常,它们保持无害,但在适当条件下,稍后可能在成年人中迅速变成癌症。

研究人员还观察到,患者体内发现的一些结肠癌突变会导致癌前田周围环境的肥沃性显着增加。最终,这会导致整个领域迅速扩散到整个肠道,并带来致命的后果。

由外部来源引起的某些常见突变,例如伤害或环境暴露,也可能破坏干细胞周围的环境,并导致癌前野的快速生长和扩散。这些事件在成年人中尤其具有致命性,并且比以前预期的发生得要快得多-好像是在干旱的森林上放火柴一样。

斯奈德说:“野外癌化已被认为是引发癌症生长过程的决定性事件,包括乳腺癌,皮肤癌和肺癌。”“我们的技术使我们能够通过简单的荧光成像来模拟恶变前细胞如何在一个区域内竞争和扩增,从而有可能导致更早的诊断和治疗。”

斯奈德说,正在进行进一步的研究,使用荧光条形码技术来观察乳腺癌的癌灶,旨在了解更多有关癌变前病变是由良性突变还是良性突变驱动的信息。

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