癌干細(xì)胞靶向治療(上面)和常規(guī)癌癥治療(下面)之間的區(qū)別示意圖。圖片來自維基共享資源。
乳腺癌干細(xì)胞被認(rèn)為是腫瘤復(fù)發(fā)的唯一來源,，同時(shí)已知它還能夠抵抗放射療法而且對(duì)化學(xué)療法也沒有良好反應(yīng)。
如今,，來自美國(guó)加州大學(xué)舊金山分校強(qiáng)森綜合癌癥中心放射腫瘤科的研究人員第一次報(bào)道放射療法盡管在每次治療期間殺死一半的腫瘤細(xì)胞,，但是它也能夠?qū)⑵渌┘?xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)榈挚怪委煹娜橄侔└杉?xì)胞。
這些乳腺癌干細(xì)胞的產(chǎn)生抵消了放射治療其他方面的高度有效作用,。這項(xiàng)研究通訊作者Frank Pajonk博士是放射腫瘤學(xué)副教授,，也是強(qiáng)森綜合癌癥中心研究員。他說,，如果科學(xué)家能夠揭示這一機(jī)制和阻止這種轉(zhuǎn)化的發(fā)生,，對(duì)乳腺癌進(jìn)行放射治療可能變得更加有效。
Pajonk也是加州大學(xué)洛杉磯分校再生醫(yī)學(xué)和干細(xì)胞伊萊和伊迪特-布羅德中心(Eli and Edythe Broad Center of Regenerative Medicine and Stem Cell Research at UCLA)的一名科學(xué)家,。他說,，“我們發(fā)現(xiàn)這些誘導(dǎo)性乳腺癌干細(xì)胞(induced breast cancer stem cell, iBCSC)是放射誘導(dǎo)的細(xì)胞途徑激活而產(chǎn)生的，不過在再生性醫(yī)學(xué)中相同細(xì)胞途徑的激活也被用來重編程正常細(xì)胞為誘導(dǎo)性多功能干細(xì)胞(induced pluripotent stem cell, iPSC),。發(fā)現(xiàn)這些乳腺癌使用相同的重編程途徑反擊放射治療是非常有意義的,。”
2012年2月13日，這些研究結(jié)果在線發(fā)表在得到同行評(píng)鑒的《干細(xì)胞》期刊上,。
這篇研究論文陳述到,，“控制乳腺癌干細(xì)胞的放射治療抵抗性和放射治療期間產(chǎn)生新的iBCSC可能最終改善治療效果，同時(shí)可能允許以降階梯的方式降低當(dāng)前給乳腺癌病人施加的總放射劑量,，從而降低急性不良反應(yīng)和長(zhǎng)期不良反應(yīng),。”
在乳腺癌中，乳腺癌細(xì)胞大量存在,，但是乳腺癌干細(xì)胞存在的數(shù)量極其稀少,。在這項(xiàng)研究中，Pajonk和他的研究小組首先消滅數(shù)量稀少的乳腺癌干細(xì)胞,，然后剩余的乳腺癌細(xì)胞經(jīng)過放射線照射后就被移植到小鼠身上,。
利用Pajonk和他的研究小組開發(fā)的可視化癌干細(xì)胞的一種獨(dú)特性成像系統(tǒng),，研究人員能夠觀察到在放射治療后，它們作出反應(yīng)并開始產(chǎn)生iBCSC,。Pajonk說,，這種新產(chǎn)生的iBCSC顯著性地類似于未接受放射時(shí)在腫瘤中發(fā)現(xiàn)的乳腺癌干細(xì)胞。
研究小組也發(fā)現(xiàn)相比于未接受放射時(shí)iBCSC起源的乳腺癌細(xì)胞,，iBCSC形成腫瘤的能力增加了30多倍,。
Pajonk說，這項(xiàng)研究將乳腺癌的兩種競(jìng)爭(zhēng)性理論模型---克隆進(jìn)化(clonal evolution)和層次組織(hierarchical organization)統(tǒng)一起來,，就像它提示著那樣,，未受干擾的生長(zhǎng)中腫瘤維持小量癌干細(xì)胞。然而,，如果遭受到來自許多種威脅癌干細(xì)胞數(shù)量的脅迫因素的挑戰(zhàn),，乳腺癌細(xì)胞產(chǎn)生iBCSC，而且這種新生產(chǎn)的iBCSC可能與已存活下來的癌干細(xì)胞一起重新入住腫瘤之中,。
Pajonk說,，“關(guān)于這項(xiàng)研究真正激動(dòng)人心的是，它讓我們對(duì)放射與癌細(xì)胞之間的相互作用有了更加復(fù)雜的了解,，而不只是放射導(dǎo)致DNA損傷和細(xì)胞死亡,。”
Pajonk強(qiáng)調(diào)乳腺癌病人不應(yīng)當(dāng)被這些研究發(fā)現(xiàn)嚇到，如果他們的腫瘤專家推薦的話,，還是應(yīng)當(dāng)繼續(xù)接受放射治療,。
他說，“放射是對(duì)抗乳腺癌的一種極其強(qiáng)大的工具,。如果我們能夠揭示驅(qū)動(dòng)這種轉(zhuǎn)化的機(jī)制，我們可能能夠阻止它發(fā)生并使得放射療法更加有威力,。” (生物谷：towersimper編譯)
doi:10.1002/stem.1058
PMC:
PMID:
Radiation-induced Reprograming of Breast Cancer Cells
Chann Lagadec, Erina Vlashi, Lorenza Della Donna, Carmen Dekmezian, Frank Pajonk
Breast cancers are thought to be organized hierarchically with a small number of breast cancer stem cells (BCSCs) able to re-grow a tumor while their progeny lack this ability. Recently, several groups reported enrichment for BCSCs when breast cancers were subjected to classical anticancer treatment. However, the underlying mechanisms leading to this enrichment are incompletely understood.
Using non-BCSCs sorted from patient samples, we found that ionizing radiation reprogrammed differentiated breast cancer cells into induced BCSCs (iBCSCs). iBCSCs showed increased mammosphere formation, increased tumorigenicity and expressed the same stemness-related genes as BCSCs from non-irradiated samples. Reprogramming occurred in a polyploid subpopulation of cells, coincided with re-expression of the transcription factors Oct4, Sox-2, Nanog, and Klf4, and could be partially prevented by Notch inhibition.
We conclude that radiation may induce a BCSC phenotype in differentiated breast cancer cells and that this mechanism contributes to increased BCSC numbers seen after classical anti-cancer treatment.
