斯坦福大学医学院Shin教授等研究发现,侵袭性膀胱癌起源于表达Shh(Sonic Hedgehog)的细胞。该研究报告发表于近期出版的Nature Cell Biology杂志。
Shin教授等以小鼠为研究对象,利用N-亚硝胺(N -butyl-N -4-hydroxybutyl nitrosamine,BBN)诱导出膀胱癌,以模拟人类肌层浸润性膀胱癌。用绿色荧光蛋白标记尿路上皮基底层干细胞(Shh 阳性)后,发现所有侵袭性膀胱癌包括原位癌都被标记了,并且没有观察到不被标记的肿瘤。
在进一步的试验中,他们去除了这些干细胞,结果发现BBN诱导下都没有肿瘤发生,甚至延长作用时间之后也没有出现肿瘤。这些结果意味着所有基层浸润性膀胱癌都起源于Shh阳性干细胞。
另外,他们还使用了表达多种颜色的荧光蛋白小鼠,即所谓的“彩虹小鼠”来探讨这些细胞的克隆能力和膀胱癌的细胞学起源。在BBN的诱导下,这些小鼠出现了被单一荧光颜色标记的原位癌(Carcinoma in situ),说明这些原位癌是单克隆的,来源一个或最多几个细胞。
进一步的BBN处理后,观察发现整个肿瘤包括周围的癌前病变都只表达一种颜色的荧光。这说明在肿瘤发生发展过程中,原位癌起源于单一的干细胞,在进展过程中获得侵袭能力并替换其他尿路上皮细胞。这也证明了膀胱原位癌在侵袭性膀胱癌发生发展的谱系之中。
然而,尽管以上结果说明了Shh阳性干细胞是肿瘤发生的根源,Shh在高级别肿瘤中并不表达。研究者强调了这个现象的重要性,指出高级别肿瘤特性可能和起源细胞有很大不同。Shh在肿瘤进展丢失的细胞和分子学机制,以及在肿瘤进展和侵袭迁移中的作用有待进一步研究。
他们指出,在肿瘤进展过程中,一个单一的干细胞可能替换整个肿瘤细胞系。这种现象可能是侵袭性膀胱癌复发率和死亡率高的重要原因:尽管完全切除了癌组织,一些发生了变异的细胞(可能已经参与了肿瘤发生发展的多个过程)可能还留在原处,这些细胞癌变的可能性很高。