医学进展
2017年02月号
医学进展

癌症风险的“完美风暴”说

作者:白蕊

体内各器官发生癌症的几率并不相同,有些器官比别的器官更容易发生恶变,儿童和成年人的癌症谱也有很大差异。科学家们一直在探讨,导致一个脏器发生癌症的风险中,究竟哪个更重要?是干细胞分裂次数等内在因素还是导致组织和DNA损伤的外部因素?

2015年,Tomasetti和Vogelstein等提出,组织中干细胞一生的分裂次数可能决定了癌症的发生风险,这就是“坏运气”假说——很多癌症的发生是由于高速复制的干细胞偶然情况下出现了突变,这种突变细胞又不断扩增而造成的,而并非是由于环境致癌因素的暴露。该假说的言外之意就是,这些癌症都无法避免,因此初级预防对它们无用。但是这种干细胞复制等“内在”因素比“外在”因素对癌症发生更关键的观点随即受到了强烈质疑。事实上,据Wu等2016年用数学模型估算,大多数常见癌症的发生,70%~90%归咎于“外部”驱动因素。

为了更直接地阐明决定器官癌症风险的细胞特性,英国剑桥大学癌症研究学院的Richard Gilbertson、美国田纳西州圣犹达儿童研究医院的Arzu Onar-Thomas及其同事开展了一系列组织谱系追踪和肿瘤发生研究,他们发现,一个脏器中干细胞再生出新组织的能力(即细胞再生能力)决定了该脏器一生中发生癌症的倾向。

他们研究了从新生到成年小鼠的Prom1+细胞,这种干细胞在不同年龄、不同组织的再生能力处于不同水平。他们给细胞引入了关键致癌突变,随后观察各器官中肿瘤的形成。

该研究团队发现,癌症的发生取决于突变Prom1+细胞的再生能力,这正是干细胞控制着器官癌变风险这一观点的有力佐证。利用肝脏这一模型体系,研究人员进一步发现,仅致癌突变这一个因素无法导致癌症发生,在损伤诱导干细胞功能被激活后,癌症风险显著增加。

研究人员提供的这种直接实验证据表明:干细胞的突变是癌症发生风险的重要决定因素,同时,加诸在这些细胞上的外部因素,无论是诱导突变还是增殖的因素,共同营造出了驱动肿瘤形成所必须的条件。因此,研究人员提出:干细胞突变再加上促使这些细胞增殖的外部因素,共同触发了一场“完美风暴”,它们决定了器官的癌变风险。(作者:白蕊)

参考文献:Cell 2016;166:1132-1146

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