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來自美國范德比爾特-英格拉姆癌癥中心(Vanderbilt-Ingram Cancer Center)的研究人員鑒定出一類新的腸道干細胞群體,這可能有助于人們找到結腸直腸癌(colorectal cancer)起源的線索,。相關研究結果于2012年3月30日發(fā)表在《細胞》期刊上,。
中國細胞生物學學會干細胞生物學分會2012年春季會議
相對于2007年發(fā)現的能夠快速增殖的腸道干細胞,這種新的干細胞群體似乎處于相對靜止狀態(tài),,它們的一個生物標記分子為蛋白Lrig1,,而且它們可能在細胞生長和增殖中起著“剎車”的作用。
在這項新研究中,,研究人員也開發(fā)出新的臨床上比較重要的結腸直腸癌模式小鼠,,這樣就能夠利用它們更好地理解這種疾病起源自何處和如何產生,同時也有助于科學家尋找新的治療靶標,。
人們認為結腸直腸癌是由于壽命長的,、能夠自我更新并且能夠產生腸道內所有細胞類型的腸道干細胞發(fā)生一系列突變而造成的。
過去30年來,,科學家們一直相信,,腸道干細胞主要處于不活躍的狀態(tài),只在極少數情況下才發(fā)生增殖以便阻止腸道組織產生癌癥,。但是,,2007年,已有研究人員報道他們發(fā)現一種腸道干細胞群體(生物標記分子為Lgr5)是高度增殖性的,。
范德比爾特-英格拉姆癌癥中心教授和論文通訊作者Robert Coffey博士解釋道,,這些發(fā)現確實改變人們看待腸道干細胞的思維,但是同時又留下一個問題:腸道內是否存在靜止干細胞,。
Coffey實驗室研究表皮生長因子信號傳導途徑---包括一個被稱作ErbB的蛋白受體家族---及其在上皮組織如腸道中所起的作用,。
在這項研究中,博士后研究員Anne Powell博士在實驗中發(fā)現Lrig1調節(jié)ErbB活性,,而且存在于擁有干細胞性質的腸道細胞之中,。
Powell說,“我們證實表達Lrig1的腸道細胞確實是干細胞,,而且它們還處于靜止狀態(tài),。我們還證實它們不同于表達Lgr5的腸道干細胞,有著不同的基因表達譜和不同的增殖狀態(tài),。”
他們還發(fā)現,,Lrig1不僅是這類新鑒定出的腸道干細胞的一種分子標記物,,而且它還起著抑制腫瘤的作用,抑制來自ErbB蛋白家族的生長和增殖信號,,即能夠阻止細胞增殖而避免癌癥產生,。
博士后研究員Yang Wang博士在小鼠中剔除Lrig1后發(fā)現,這些小鼠幾乎全部患上腸道腫瘤,,這就進一步證實Lrig1作為腫瘤抑制物發(fā)揮功能,。
這些發(fā)現也著重表明ErbB信號傳導在腸道干細胞的行為中起著比較重要的作用。
Coffey說,,在可預見的將來,,他們開發(fā)出的這種結腸直腸癌模式小鼠非常適合用來研究結腸癌。(生物谷:towersimper編譯)
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doi:10.1016/j.cell.2012.02.042
PMC:
PMID:
The Pan-ErbB Negative Regulator Lrig1 Is an Intestinal Stem Cell Marker that Functions as a Tumor Suppressor
Anne E. Powell, Yang Wang, Yina Li, Emily J. Poulin, Anna L. Means, Mary K. Washington, James N. Higginbotham, Alwin Juchheim, Nripesh Prasad, Shawn E. Levy, Yan Guo, Yu Shyr, Bruce J. Aronow, Kevin M. Haigis, Jeffrey L. Franklin, Robert J. Coffey
Lineage mapping has identified both proliferative and quiescent intestinal stem cells, but the molecular circuitry controlling stem cell quiescence is incompletely understood. By lineage mapping, we show Lrig1, a pan-ErbB inhibitor, marks predominately noncycling, long-lived stem cells that are located at the crypt base and that, upon injury, proliferate and divide to replenish damaged crypts. Transcriptome profiling of Lrig1+ colonic stem cells differs markedly from the profiling of highly proliferative, Lgr5+ colonic stem cells; genes upregulated in the Lrig1+ population include those involved in cell cycle repression and response to oxidative damage. Loss of Apc in Lrig1+ cells leads to intestinal adenomas, and genetic ablation of Lrig1 results in heightened ErbB1-3 expression and duodenal adenomas. These results shed light on the relationship between proliferative and quiescent intestinal stem cells and support a model in which intestinal stem cell quiescence is maintained by calibrated ErbB signaling with loss of a negative regulator predisposing to neoplasia.