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英国学者发现有助于抗乳腺癌的死细胞清理工

 SIBCS 2020-08-27

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  编者按:以下数据来自英国的实验室研究结果,无法完全代表中国患者实际情况和临床医生具体意见。以下文字由谷歌翻译提供支持,欢迎留言提出修改建议,谢谢!

  2016年9月12日,美国《细胞》旗下《发育细胞》正式发表英国曼彻斯特大学、谢菲尔德大学的研究报告,发现一种蛋白质能够使细胞吞噬其周围垂死细胞,从而帮助抑制炎症,这对于阻止癌症扩散至关重要。

  该研究发现,乳腺的吃豆人(Pac-Man)样蛋白质Rac1可打开细胞功能,并致使细胞回应来自垂死邻近细胞的吞噬信号,并有效地清除它们,以将有破坏性的炎症减至最小程度,众所周知有害炎症可导致各种疾病,包括癌症。

  在怀孕期间,乳腺内特化的上皮细胞会生长形成分泌乳汁的腺泡。当不再需要乳汁供应的时候,腺泡就会死亡,乳腺恢复到非妊娠状态。乳腺上皮细胞也排列在乳腺导管内,当需要时,乳腺导管将乳汁输送到乳头。通过基因缺失研究发现,Rac1对于乳汁的分泌及其在随后断奶时期的去除,是至关紧要的。来自免疫系统的炎性巨噬细胞通常被招引来清除潜伏在组织和剩余液体中的死细胞。如果太多细胞长时间的被招引,就可能触发组织内的炎症,从而造成损害。

  该研究发现,乳腺上皮细胞利用Rac1规避来自免疫系统的有害炎性巨噬细胞,通过劫持它们的工作。在断奶后的最初几天,活的乳腺上皮细胞吞噬了邻近的死亡细胞,并吞噬了所有的分泌物,清理了乳腺导管中的残存乳汁和死亡细胞。吞噬细胞样乳腺上皮细胞然后自我死亡,并且随后被来自免疫系统的特异性吞噬细胞清除。乳腺上皮细胞通过参与这项工作,可限制免疫吞噬细胞浸润的数量和时间,保护组织免受损伤。如果没有Rac1,死细胞和乳汁会溢出互相连接的乳腺导管,从而使其膨胀,并引发慢性炎症。然后,肿胀的乳腺导管无法再生,并在未来怀孕时无法产生乳汁。

  每年人体清除的死细胞,相当于人体的体重。如果免疫吞噬细胞是清除细胞尸体的唯一细胞类型,那么人体会不断发生炎症。上皮细胞吞噬很有可能发生在许多其他器官中,因为这种细胞类型构成了人体的构建模块。超过90%的癌症来自于上皮细胞,这就是为什么解开其作用机制是必不可少的,这是了解健康细胞如何正确工作的基础,以充分理解为什么其在癌症发展时出错,以及如何最好对抗疾病。

  Rac1在各种癌症中过表达,包括乳腺癌,并且目前正有研究将Rac1抑制剂作为抗癌药物,但是至今几乎无人了解Rac1在健康组织中起什么作用。该研究表明,Rac1在乳腺中的主要作用是防止有害的炎症反应。没有Rac1,组织内的这些反应就会加剧并延长。考虑到持续炎症与癌症进展有关,该研究结果表明阻断Rac1可能不是一个好主意。

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Dev Cell. 2016 Sep 12;38(5):522-35.

Rac1 Controls Both the Secretory Function of the Mammary Gland and Its Remodeling for Successive Gestations.

Nasreen Akhtar, Weiping Li, Aleksander Mironov, Charles H. Streuli.

University of Manchester, Oxford Road, Manchester M13 9PT, UK; University of Sheffield, Beech Hill Road, Sheffield S10 2RX, UK.

Highlights

  • Rac1 is required for full secretory differentiation of the mammary gland

  • Rac1 restricts apoptotic cell shedding into the lumen to limit inflammation

  • Rac1 contributes to post-lactational tissue remodeling during involution

  • Defective clearance of milk and dead cells in Rac1-null glands causes ductal bloating

An important feature of the mammary gland is its ability to undergo repeated morphological changes during each reproductive cycle with profound tissue expansion in pregnancy and regression in involution. However, the mechanisms that determine the tissue's cyclic regenerative capacity remain elusive. We have now discovered that Cre-Lox ablation of Rac1 in mammary epithelia causes gross enlargement of the epithelial tree and defective alveolar regeneration in a second pregnancy. Architectural defects arise because loss of Rac1 disrupts clearance in involution following the first lactation. We show that Rac1 is crucial for mammary alveolar epithelia to switch from secretion to a phagocytic mode and rapidly remove dying neighbors. Moreover, Rac1 restricts the extrusion of dying cells into the lumen, thus promoting their eradication by live phagocytic neighbors while within the epithelium. Without Rac1, residual milk and cell corpses flood the ductal network, causing gross dilation, chronic inflammation, and defective future regeneration.

DOI: 10.1016/j.devcel.2016.08.005

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