一項(xiàng)新的研究發(fā)現(xiàn)，免疫系統(tǒng)中最棘手的特征之一，巨噬細(xì)胞，有一個(gè)培育方面，至少在保護(hù)發(fā)育中的乳房方面。本周在線發(fā)表在“科學(xué)”雜志上的研究發(fā)現(xiàn)，巨噬細(xì)胞在維持乳腺干細(xì)胞生態(tài)位中發(fā)揮著重要作用，乳腺是乳腺中產(chǎn)乳細(xì)胞前體的一種托兒所。

普林斯頓大學(xué)分子生物學(xué)的華納 - 蘭伯特/帕克 - 戴維斯教授，Yibin Kang說：“更多地了解保持乳腺干細(xì)胞活力和健康的因素可以提供對乳腺癌發(fā)展的看法。”新澤西州羅格斯癌癥研究所的副主任，他領(lǐng)導(dǎo)了發(fā)現(xiàn)這一發(fā)現(xiàn)的國際團(tuán)隊(duì)。“我們的研究將巨噬細(xì)胞確定為乳腺干細(xì)胞生態(tài)位的重要組成部分，”他說。

干細(xì)胞是具有成熟或分化成幾種不同類型細(xì)胞的潛力的細(xì)胞。乳腺干細(xì)胞在青春期進(jìn)行乳房發(fā)育，在懷孕和哺乳期間活躍。

研究小組發(fā)現(xiàn)，巨噬細(xì)胞是一種白細(xì)胞，其名稱轉(zhuǎn)化為“大食者”，因?yàn)樗ㄟ^吞噬外來入侵者來對抗感染，有助于創(chuàng)造一種特殊的環(huán)境，即干細(xì)胞生態(tài)位，使干細(xì)胞保持在其中。過早狀態(tài)，能夠在需要時(shí)復(fù)制并分化成成熟細(xì)胞。

干細(xì)胞有各種類型，從已經(jīng)致力于發(fā)育成乳腺中某些器官的干細(xì)胞到可以形成體內(nèi)幾乎任何細(xì)胞的干細(xì)胞。這些細(xì)胞也可能變成癌細(xì)胞，導(dǎo)致腫瘤并最終導(dǎo)致癌癥擴(kuò)散到其他器官。

為了更好地了解乳腺干細(xì)胞如何調(diào)節(jié)乳房發(fā)育 - 以及它們?nèi)绾巫兂砂┌Y - 研究人員研究了巨噬細(xì)胞如何通過分子信號(hào)傳導(dǎo)機(jī)制與乳腺干細(xì)胞相互作用。

這些信號(hào)傳導(dǎo)機(jī)制涉及一種叫做Notch的蛋白質(zhì)，它作為一種稱為Dll1的信號(hào)分子的受體。以前在康實(shí)驗(yàn)室的研究發(fā)現(xiàn)，乳腺干細(xì)胞會(huì)產(chǎn)生大量的Dll1。在目前的研究中，研究人員敲除了小鼠中的Dll1基因，發(fā)現(xiàn)青春期乳房發(fā)育有明顯延遲，懷孕和哺乳期乳房擴(kuò)張延遲。此外，在乳腺發(fā)育期間和懷孕期間，乳腺干細(xì)胞的數(shù)量都減少了。同時(shí)，與Dll1敲除小鼠相比，具有完整Dll1基因的小鼠包含具有更大再生能力和分化成成熟乳腺細(xì)胞的乳腺。

缺乏Dll1的小鼠的乳腺中也含有較少的巨噬細(xì)胞。研究人員發(fā)現(xiàn)，Dll1與Notch2和Notch3受體的結(jié)合對于保持乳腺干細(xì)胞生態(tài)位中巨噬細(xì)胞的數(shù)量很重要，對于保持乳腺細(xì)胞處于干細(xì)胞狀態(tài)非常重要。

研究人員還發(fā)現(xiàn)，Dll1的存在與另一個(gè)涉及Wnt分子的信號(hào)通路的基因表達(dá)有關(guān)。Dll1的表達(dá)導(dǎo)致巨噬細(xì)胞表達(dá)Wnt3,10和16的基因，這進(jìn)一步增強(qiáng)了乳腺干細(xì)胞的干細(xì)胞行為。當(dāng)研究人員使用遺傳或化學(xué)方法滅活小鼠乳腺中的巨噬細(xì)胞時(shí)，乳腺干細(xì)胞活性降低。

“我們得出結(jié)論，由乳腺干細(xì)胞產(chǎn)生的信號(hào)分子Dll1激活巨噬細(xì)胞中的信號(hào)以維持乳腺干細(xì)胞，”Kang說。“這些乳腺干細(xì)胞和巨噬細(xì)胞的存活和功能是相互依賴的，它們通過這些細(xì)胞信息系統(tǒng)進(jìn)行通信。”

該研究的第一作者和共同作者是Rumela Chakrabarti，他是普林斯頓大學(xué)的博士后研究員，現(xiàn)在是賓夕法尼亞大學(xué)獸醫(yī)學(xué)院的生物醫(yī)學(xué)科學(xué)助理教授。

“發(fā)生在乳腺干細(xì)胞生態(tài)位的'Notch-Wnt串?dāng)_'對于乳腺的發(fā)育至關(guān)重要，”Chakrabarti說，“這種串?dāng)_可能對乳腺癌有影響，因?yàn)檫@兩種信號(hào)通路在乳腺中異常增加癌癥。”

Jeffrey Rosen是CC Bell教授，分子與細(xì)胞生物學(xué)副主席，貝勒醫(yī)學(xué)院杰出服務(wù)教授，并沒有直接參與這項(xiàng)研究，他說：“Yibin Kang及其同事的研究有助于擴(kuò)大了我們對巨噬細(xì)胞在乳腺發(fā)育中的作用的認(rèn)識(shí)，這些知識(shí)最近幾十年前由其他研究小組證實(shí)，最近研究人員發(fā)現(xiàn)巨噬細(xì)胞影響乳腺中的干細(xì)胞活性。

“該研究還提出了幾個(gè)關(guān)于乳腺細(xì)胞和周圍細(xì)胞以及乳腺干細(xì)胞組織駐留巨噬細(xì)胞中表達(dá)的多種Wnt分子的特定作用的問題，”他說。“這些關(guān)于正常乳腺發(fā)育的研究可能為巨噬細(xì)胞在乳腺癌進(jìn)展中的作用提供重要線索。”