Cell：癌症起因争论之内因篇

4 小时前 来源：生物探索

     

导读	8月25日发表在Cell上一个大型的、系统性的研究参与了关于癌症是内因还是外因的争论，该研究证实了干细胞在小鼠不同器官的癌症起源中的重要贡献。实验排除了外因——致癌物之后，证明只有干细胞活性的细胞会产生癌症，提出癌症的起源是包括DNA突变、干细胞功能和组织损伤的一场“完美风暴”。

关于干细胞可能是癌症风险的主要决定因素这一观点，在科学界引起了巨大的争论。一些研究人员认为，环境致癌物在确定癌症风险中更为重要。在St. Jude儿童研究医院和英国剑桥大学的研究人员进行了一个大型的、系统性的研究证实了干细胞在小鼠不同器官的癌症起源中的重要贡献。该研究8月25日发表在Cell上。

癌症产生内因、外因之争

文章的资深作者，剑桥大学英国癌症研究中心主任，前St. Jude儿童研究医院科学和综合癌症中心主任Richard Gilbertson大夫说：“细胞中DNA随机错误的机会可能对癌症产生起着重要的作用，但这是否发生在特定的细胞类型比如干细胞中，以及其它因素如环境致癌物如何引起癌症的准确原因尚不清楚。”

他介绍：“事实上在整个科学界争论已经持续了几年了——有些人说癌症是“坏运气”是因为突变引起干细胞的机会，而另外的人认为环境致癌物质更重要。这种分歧很大程度上是因为使用不同的数学模型来研究现有的人类癌症和干细胞的数据造成的，从中梳理出个别因素的影响是非常困难的。因此，我们在实际的实验模型中测试了这些不同的意见，研究可能会推动癌症的各个组成部分。”

证实只有干细胞活性的细胞会产生癌症

研究人员使用一种称为Prom1特殊的“标志物”来绘制小鼠整个生命中不同器官的细胞活性。在一些器官中，Prom1+细胞是成熟的，非分裂细胞不能修复或再生器官。但在少数器官中这些细胞是高度活跃的干细胞。该文章的第一作者Liqin Zhu说：“通过在小鼠的一生中所有重要器官内追踪这些Prom1+细胞，我们鉴别出了在哪些器官中这些细胞是活跃的干细胞。”

一旦他们有了这些细胞的整个生物体的图后，类似于人体癌症发生的变化，研究人员将DNA突变导入到这些细胞中。Liqin Zhu说：“这种方法不需要致癌物，将它们从癌症过程中移除允许我们测试干细胞的增殖能力是否影响癌症风险。”简单来说就是排除了外因——致癌物，后看看人们所认为的内因“干细胞功能”是否会导致癌症。经过持续超过七年的严格研究，由St. Jude的Arzu Onar-Thomas博士对结果进行综合统计建模，明确的答案是只有干细胞活性的细胞会产生癌症。

癌症起因是一场“完美风暴”

Gilbertson说：“但这不是故事的全部。虽然我们证实干细胞的功能对于产生癌症是必需的。我们的研究还显示在人体中可能会发生的，比如对肝脏这样的组织的损害，会‘唤醒’沉睡的干细胞，使它们分裂和大量增加癌症的风险。因此我们提出癌症的起源是包括DNA突变、干细胞功能和组织损伤的一场‘完美风暴’。”

科学家们还发现，新生动物的干细胞与成体干细胞相比，不太可能发生恶性转化，这表明新生动物的干细胞本质上抵抗肿瘤的形成。Liqin Zhu说：“如果这个生物学属性在人类中也是属实的话，那么就可以解释为什么癌症发病率在儿童比成人低很多倍，尽管儿童癌症的产生显著数字的突变，儿童期器官增长率也达峰值。”

在研究中描述的许多新的癌症模型与人类疾病有惊人的相似之处，并应为进一步的生物学和治疗研究提供一个有价值的资源。