干細胞分裂確實會增加癌癥風(fēng)險

過去幾年發(fā)表的計算研究已提出癌癥的不同主要風(fēng)險因素，從干細胞的隨機突變到環(huán)境致癌物。在一項新的研究中，來自美國田納西州孟菲斯市圣裘德兒童研究醫(yī)院和英國劍橋大學(xué)的研究人員在小鼠體內(nèi)測試了這些理論，發(fā)現(xiàn)干細胞中發(fā)生的突變確實發(fā)揮著一種顯著性的作用。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在2016年8月25日那期Cell期刊上，論文標(biāo)題為“Multi-organ Mapping of Cancer Risk”。

論文共同通信作者、劍橋大學(xué)英國癌癥研究中心主任Richard Gilbertson說，“一種觀點在科學(xué)界流行了好幾年---一些人說癌癥是‘壞運氣’，這是因為干細胞中的突變是偶然產(chǎn)生的，然而其他人聲稱環(huán)境致癌物在癌癥產(chǎn)生中發(fā)揮更加重要的作用。這種不一致性主要來自于使用不同的數(shù)學(xué)模型來研究現(xiàn)存的人類癌癥和干細胞數(shù)據(jù)，因此很難梳理出單個因素的影響。因此，我們在真實的實驗?zāi)Ｐ椭袦y試這些不同的觀點，其中在這些實驗?zāi)Ｐ椭?，我們研究了可能促進癌癥產(chǎn)生的單個因素。”

在2015年1月，來自美國約翰霍普金斯大學(xué)的一個研究團隊（Science, doi:10.1126/science.1260825）在Science期刊上發(fā)表證據(jù)證實干細胞突變是癌癥的主要觸發(fā)因子，并且發(fā)現(xiàn)一種組織中的干細胞在它的一生當(dāng)中經(jīng)歷的分裂次數(shù)能夠解釋不同組織類型之間大約65%的癌癥風(fēng)險差異。隨后，在2016年1月，來自美國紐約石溪大學(xué)的Yusuf Hannun和他的同事們發(fā)現(xiàn)幾乎所有的癌癥病例是由于環(huán)境暴露（Nature, doi:10.1038/nature16166）。

為了理解這些存在沖突的數(shù)據(jù)，Gilberston和同事們利用一種被稱作Prom1的標(biāo)志分子追蹤小鼠體內(nèi)的細胞分裂活動。論文*作者、圣裘德兒童研究醫(yī)院發(fā)育神經(jīng)生物學(xué)系研究員Liqin Zhu說，“通過在小鼠的所有主要器官中追蹤這些Prom1陽性細胞的一生，我們能夠鑒定出這些細胞在哪些器官中是活躍分裂的干細胞。”研究人員隨后將DNA突變引入這些細胞。Zhu說，“這種方法排除了對致癌物的需要，將它們從癌癥方程式中移除，從而允許我們測試干細胞的再生能力是否影響癌癥風(fēng)險。”

zui后，研究人員發(fā)現(xiàn)僅在活躍分裂的細胞中發(fā)生的突變會導(dǎo)致癌癥產(chǎn)生。但是，他們也發(fā)現(xiàn)組織損傷“能夠‘喚醒’休眠的干細胞，讓它們發(fā)生分裂，從而極大地增加癌癥風(fēng)險。因此，我們提出癌癥的起源在于一場‘風(fēng)暴（perfect storm）’，其中這場風(fēng)暴包括DNA突變、干細胞功能和組織損傷。”

研究人員還發(fā)現(xiàn)相對于成年小鼠體內(nèi)的干細胞，新生小鼠體內(nèi)的干細胞更不可能發(fā)生癌變。Zhu說，“如果這種生物學(xué)特征在人體內(nèi)也是如此的話，那么它可能解釋了為何兒童的癌癥發(fā)生率要比成年人低很多倍，盡管事實上兒童癌癥積累著相當(dāng)數(shù)量的改變蛋白功能的突變，而且在兒童時期器官生長率達到。”