研究揭示癌症为何可能扩散至脊柱
威尔康奈尔医学院研究人员领导的一项研究表明，形成脊柱的椎骨源自一种独特类型的干细胞，该干细胞分泌有利于肿瘤转移的蛋白质。这一发现开辟了一条关于脊柱疾病的新研究路线，有助于解释为什么实体瘤经常扩散到脊柱，并可能带来新的骨科和癌症治疗方法。
在9月13日发表在《自然》杂志上的这项 研究中，研究人员发现椎骨源自一种与其他造骨干细胞不同的干细胞。他们使用由椎骨干细胞制成的类骨“类器官”，表明肿瘤扩散到脊柱的已知趋势(而不是腿骨等长骨)主要是由于这些干细胞分泌的一种名为 MFGE8 的蛋白质造成的。细胞。
“我们怀疑，许多优先累及脊柱的骨病可归因于椎骨干细胞的独特特性，”该研究的资深作者、病理学 和实验医学副教授、桑德拉和爱德华·迈耶学会成员 马修·格林布拉特博士说。 威尔康奈尔医学癌症中心和纽约长老会/威尔康奈尔医学中心的病理学家。
近年来，格林布拉特博士和其他科学家发现，不同类型的骨骼源自不同类型的骨干细胞。由于椎骨与手臂和腿骨等其他骨骼相比，在生命早期沿着不同的途径发育，并且似乎也具有独特的进化轨迹，格林布拉特博士和他的团队假设可能存在一种独特的椎骨干细胞。
研究人员首先根据已知的此类细胞的表面蛋白标记物，从实验室小鼠的不同骨骼中分离出众所周知的骨骼干细胞，这些细胞产生所有骨骼和软骨。然后，他们分析了这些细胞中的基因活性，看看是否能找到与椎骨相关的独特模式。
这项努力产生了两个重要发现。第一个是对整个骨骼干细胞进行新的、更准确的基于表面标记的定义。这个新定义排除了旧干细胞定义中包含的一组非干细胞的细胞，从而使该领域的一些先前研究蒙上阴影。
第二个发现是，来自不同骨骼的骨骼干细胞的基因活性确实存在系统差异。通过这项分析，研究小组确定了椎骨干细胞的一组独特标记，并在小鼠和实验室培养皿细胞培养系统中的进一步实验中证实了这些细胞形成脊柱骨的功能作用。
研究人员接下来研究了与其他类型的骨骼相比，脊柱对肿瘤转移(包括乳腺癌、前列腺和肺部肿瘤转移)的相对吸引力的现象。20 世纪 40 年代的传统理论认为，这种“脊柱向性”与血流模式有关，这种血流模式优先将转移瘤转移到脊柱而不是长骨。但当研究人员在动物模型中重现脊椎向性现象时，他们发现了血流并不是解释的证据——事实上，他们发现了一条线索，指出椎骨干细胞可能是罪魁祸首。
“我们观察到，转移性肿瘤细胞最初接种的部位主要位于椎骨干细胞及其后代细胞所在的骨髓区域，”该研究的第一作者、格林布拉特实验室的博士后研究员 Jun Sun 博士说。
随后，研究小组发现，去除椎骨干细胞消除了脊柱骨和长骨之间转移率的差异。最终，他们确定 MFGE8(一种由椎骨分泌的蛋白质，与长骨干细胞相比，分泌量更高)是脊髓向性的主要贡献者。为了证实这些发现在人类中的相关性，研究小组与特种外科医院的研究人员合作，鉴定了小鼠椎骨干细胞的人类对应物并表征了它们的特性。
研究人员目前正在探索阻断 MFGE8 的方法，以降低癌症患者脊柱转移的风险。格林布拉特博士说，更广泛地说，他们正在研究椎骨干细胞的独特特性如何导致脊柱疾病。
“骨科中有一个分支学科，称为脊柱骨科，我们认为该临床类别中的大多数病症都与我们刚刚发现的干细胞有关，”格林布拉特博士说。
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