邻近的突变细胞帮助启动乳腺癌

科学家日前公布的一个关键因素影响恶性细胞是否会形成肿瘤,生长在今天发布的一项新的研究eLife。

研究结合使用鼠标乳房mini-organs连续成像分辨率单细胞揭示肿瘤变得如何建立。结果提供洞察人乳腺癌细胞的行为,可能导致新的战略如何处理这种疾病。

大多数癌症生物学的研究用组织样本或细胞,每个细胞都有错误的突变有可能形成肿瘤。这意味着它是不可能重现的第一阶段疾病当单个突变细胞克服正常的环境,发展成癌症。

“研究肿瘤起始模型需要建立在只有少数恶性细胞扩大立即non-tumour环境的上下文中,“解释作者Ashna Alladin,资深作者马丁Jechlinger的实验室的一位博士后研究员的欧洲分子生物学实验室(EMBL),德国海德堡。“我们创造了一个乳腺癌的发展模式,只有单个细胞的激活促进致癌基因在健康的乳房组织,然后跟着这些癌变细胞的命运。”

开发他们的模型,团队成长瀑样(mini-organs)从小鼠乳腺组织重建乳房的结构。他们专注于小腺体内乳房腺泡的。然后他们促进基因引入一些这些腺泡内的单个细胞。一些细胞然后加入了第二个基因,这使得促进基因开启在一种叫做阿霉素的药物的存在。这意味着团队可以控制哪些细胞有促进基因开启,“转换”成恶性细胞,当细胞转化和记录。

细胞也被贴上标签,这样他们可以单独跟踪每10分钟长达四天使用一个名为纸张显微镜的方法。通过这种方式,团队可以看到哪些细胞继续启动肿瘤,细胞没有。

确定影响个人开发肿瘤恶性细胞,研究人员设计了一个计算机算法,从细胞图像的所有信息,寻找共同的特征与肿瘤细胞继续培养。所有的功能测试,只有一个明显与肿瘤的发展:含有促进细胞的数量在肿瘤基因。对于每个额外的细胞在一个集群中含有一种促进基因,这个集群形成肿瘤的几率增加了九倍。

符合建模方法,研究小组在腺泡的画面,他们发现肿瘤细胞继续建立的最后四天成像期间可以看到集群在成像周期的开始。相比之下,没有建立肿瘤的细胞更稀疏。

“我们的研究结果表明,有一些交互或恶性细胞间信号发生近距离指导正常组织内肿瘤的起始,“总结资深作家马丁•Jechlinger EMBL的组长。“我们能够形象的命运这些恶性单个细胞健康组织意味着现在可以遵循肿瘤起始,通过抑制生长和治疗药物的一个现实的模型,从而帮助之间的桥梁模型系统和诊所。”

参考:Alladin, et al。(2020)。跟踪在上皮腺泡细胞光片显微镜显示邻近效应在乳腺癌启动。eLife。DOI:https://elifesciences.org/articles/54066

图片来源:肿瘤细胞的进化(绿色)在正常瀑样(灰色)。较低的面板显示表面的肿瘤细胞和标签产生的新细胞从一个细胞在相同的颜色。信贷:Ashna Alladin (CC 4.0)

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