科研人员发现膀胱癌干细胞起源的重要遗传学机制

膀胱癌
膀胱癌

肿瘤干细胞在肿瘤细胞的发生、自我更新、耐药性和转移中扮演着重要角色。作为泌尿系统最常见的恶性肿瘤——膀胱癌干细胞(Bladder Cancer Stem Cells)的起源和遗传学基础目前仍不明确。

中国科学院生物物理研究所蛋白质科学研究平台抗体工程实验室、中国科学院大学博士李翀与中国科学院微生物研究所、深圳大学的研究人员合作,采用单细胞测序技术对肿瘤干细胞进行基因组学层面的探索,并进行了功能性实验验证。

科研人员采用膀胱癌特异性抗体BCMab1与CD44抗体组合,从3份新鲜的膀胱癌组织中分选膀胱癌干细胞(Bladder Cancer Stem Cells)、膀胱癌非干细胞(Bladder Cancer Non-Stem Cells)、膀胱上皮干细胞(Bladder Epithelial Stem Cells)和膀胱上皮非干细胞(Bladder Epithelial Non-Stem Cells),共计59个细胞进行了单细胞MALBAC扩增和全外显子测序。

通过进化分析发现:膀胱癌干细胞起始于膀胱上皮干细胞或膀胱癌非干细胞。对膀胱癌干细胞中发生突变的21个关键基因进行鉴定后发现,有6个基因未曾在膀胱癌中报道(ETS1,GPRC5A,MKL1,PAWR,PITX2,RGS9BP)。ARID1A,GPRC5AMLL2联合突变可显著增强“膀胱癌非干细胞”转化成“膀胱癌干细胞”能力。

膀胱癌单细胞水平的系统进化分析。图A:膀胱癌干细胞与膀胱癌非干细胞的进化分析。图B:体细胞突变关键基因。图C:单个细胞体细胞突变频率
膀胱癌单细胞水平的系统进化分析。图A:膀胱癌干细胞与膀胱癌非干细胞的进化分析。图B:体细胞突变关键基因。图C:单个细胞体细胞突变频率

这一研究成果利用单细胞MALBAC扩增技术结合全外显子测序技术详细描绘了膀胱癌干细胞的基因组学概况,实验性证实了“膀胱癌干细胞”起源于“膀胱癌非干细胞”这一科学问题,揭示了人类膀胱癌干细胞起源的遗传学基础,阐明了癌变细胞中关键突变(Driver mutation)如何调控膀胱癌干细胞的自我更新机制,对于人类膀胱癌的防治具有重要意义。

这一研究成果发表在国际泌尿科学领域具有重要影响力的学术刊物——《European Urology》.

论文链接:(1)“Single-cell sequencing reveals variants in ARID1A, GPRC5A and MLL2 driving self-renewal of human bladder cancer stem cells.” DOI: 10.1016/j.eururo.2016.06.025

(据中国科学院生物物理研究所)

原创文章,如若转载,请注明出处。

相关文章

  • 血管生长的秘密

    血管生长和重塑(remodeling)是一个持续发生的生理事件,它伴随了所有组织的发育、自稳态维持、为其输送所需的氧气和营养,对生物体内各组织的功能维持和病变起着至关重要的作用。血管新生(Angiogenesis)是成体内…

    2016-07-12
  • 疯狂的人类复活计划:逆转脑死亡,是科学还是鬼扯?

     一项有争议的实验,试图将20例已经脑死亡的患者复活 从基因编辑到头颅移植,医学科学从来没有表现出如此的局限性。现在,研究者开始关注另一个非凡的课题:逆转脑死亡。 虽然这听起来像个故事,但是科研人员已经开…

    2017-08-28 医学
  • 中国科学家建立具有胚内和胚外发育潜能的新型多能干细胞

    发育生物学研究的一个根本性的科学问题是如何在体外建立具有发育为整个生命个体能力的干细胞系,其代表性工作是多能(pluripotent)干细胞的建立。多能干细胞最重要的功能特性是能嵌合进入早期胚胎中并参与胚胎各个…

    2017-04-16
  • 干细胞“可变剪接”调控机制

    近日,干细胞领域国际著名刊物“Stem Cells”在线发表了厦门大学医学院干细胞与再生医学研究所徐秀琴教授课题组的研究论文“Rbm24 Regulates Alternative Splicing Switch in Embryonic Stem Cell Cardiac Lineage Dif…

    2016-06-11
  • 瑞士洛桑联邦理工学院: 不用基因编辑就可以获得多能干细胞

    干细胞是现代医学的前沿。它们能够转化为不同器官的细胞,为多种疾病(如帕金森、糖尿病)提供了治疗的希望。但是用标准化的方式来制造各种所需的干细胞依旧是科学界的难题。继2014年小保方晴子造假事件之后,瑞士…

    2016-02-15
  • 世界首只转基因树鼩

    树鼩是一种具有重要潜在应用价值的实验动物。相较于啮齿类实验动物,树鼩在遗传进化地位及生理生化特征上均更接近于灵长类。并且,树鼩相比于灵长类动物在生物医学研究中有着诸多优势,包括体型小、生殖周期短、饲…

    2016-12-29