通過仔細(xì)控制兩種蛋白質(zhì)的水平,索爾克研究所的研究人員已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了如何保持乳腺干細(xì)胞——能夠形成乳房組織存活和傳播功能在實(shí)驗(yàn)室,新能力乳腺干細(xì)胞是允許他們研究乳房發(fā)育和乳腺癌的形成。

“我們已經(jīng)證明,我們可以把這些細(xì)胞從老鼠和研究和規(guī)范他們?cè)趯?shí)驗(yàn)室通過向他們提供一個(gè)特定的因素,”彼得·c·格雷說科學(xué)家索爾克的克萊頓基金會(huì)肽生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室,合作在新的工作與本杰明·t·斯派克索爾克實(shí)驗(yàn)室的高級(jí)研究助理教授杰弗里·m·Wahl。

乳腺干細(xì)胞可以在胎兒發(fā)育、青春期或哺乳期產(chǎn)生新的乳腺細(xì)胞，也可能在乳腺癌中發(fā)揮作用，因此它們是乳腺癌研究的一個(gè)非常有前途的途徑。但分離干細(xì)胞并將其保存在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行研究一直很困難。

斯派克說:“之前有很多研究證明了乳腺特異性干細(xì)胞的存在，但實(shí)際上不可能將它們與成體分離開來。”“但我們之前發(fā)現(xiàn)，我們可以求助于早期發(fā)育，即干細(xì)胞比例較高的時(shí)期。”

當(dāng)研究人員使用小鼠的胎兒乳房組織而不是成年組織時(shí)，他們能夠確定哪些細(xì)胞是干細(xì)胞，但這些細(xì)胞在培養(yǎng)皿中生長(zhǎng)時(shí)會(huì)迅速改變。所有干細(xì)胞的一個(gè)定義性特征是，當(dāng)它們分裂成兩個(gè)新細(xì)胞時(shí)，它們既可以形成干細(xì)胞，也可以分化成分化細(xì)胞(細(xì)胞在分化成特定類型的組織的過程中)。

在培養(yǎng)皿中培養(yǎng)乳腺干細(xì)胞，并對(duì)其進(jìn)行染色，使新的干細(xì)胞與分化的乳腺細(xì)胞呈現(xiàn)不同的顏色。然后，他們開始測(cè)試兩種蛋白質(zhì)的作用——瘸腿蛋白質(zhì)和grp78，這兩種蛋白質(zhì)在干細(xì)胞生物學(xué)和胚胎發(fā)育中都發(fā)揮著重要作用。

斯派克說:“在正常情況下，我們首先看到的是黃色的細(xì)胞，即單個(gè)細(xì)胞中紅色和綠色的組合，然后看到的是紅色或綠色的細(xì)胞，這表明我們的細(xì)胞有能力制造兩種不同類型的成熟細(xì)胞。”“但當(dāng)我們?cè)俅芜M(jìn)行實(shí)驗(yàn)，開始改變蛋白質(zhì)水平時(shí)，這些細(xì)胞的比例就會(huì)變得非常不同。”

研究人員發(fā)現(xiàn)，當(dāng)他們阻斷to時(shí)，這些細(xì)胞大多形成分化的細(xì)胞，而不是新的干細(xì)胞。隨著時(shí)間的推移，這些干細(xì)胞的數(shù)量減少了，因?yàn)樗鼈儾辉僮晕曳敝场Ｏ喾矗?dāng)它們提高了跛足者的水平時(shí)，隨著新干細(xì)胞比分化細(xì)胞產(chǎn)生的頻率更高，干細(xì)胞群體也隨之增長(zhǎng)。

在對(duì)老鼠的研究中，科學(xué)家們還發(fā)現(xiàn)，瘸腿草能幫助老鼠形成新的乳腺組織，這使得研究小組推測(cè)，脂肪中附近的細(xì)胞可能會(huì)產(chǎn)生瘸腿草來刺激乳腺組織的生長(zhǎng)。

在之前的一項(xiàng)研究中，格雷的研究小組發(fā)現(xiàn)GRP78蛋白可以與細(xì)胞表面的瘸腿蛋白結(jié)合，并調(diào)節(jié)瘸腿蛋白的功能。這促使科學(xué)家們測(cè)試GRP78是否對(duì)乳腺干細(xì)胞有影響。正如他們所懷疑的，當(dāng)細(xì)胞表面缺少GRP78時(shí)，它們對(duì)瘸腿者沒有反應(yīng)。

瘸腿者和GRP78都與癌癥有關(guān)，包括乳腺癌和肺癌?？茖W(xué)家們認(rèn)為，這兩種蛋白的高水平都可以通過類似的途徑促進(jìn)腫瘤生長(zhǎng)，就像它們刺激乳腺組織生長(zhǎng)一樣。有了分離和維持乳腺干細(xì)胞的新能力，斯派克和格雷希望他們能夠揭示到底是什么細(xì)胞程序削弱和GRP78激活的細(xì)節(jié)。在干細(xì)胞中了解這一點(diǎn)可以進(jìn)一步了解這些蛋白質(zhì)是如何參與腫瘤生長(zhǎng)的。

此外，研究人員認(rèn)為，以瘸子和grp78為靶點(diǎn)可以阻止或減緩癌癥的生長(zhǎng)。瘸子和grp78是理想的藥物靶點(diǎn)，因?yàn)樗鼈兇嬖谟诩?xì)胞之外。

格雷說:“現(xiàn)在看來，越來越多的治療癌癥的方法都是通過不同的途徑來實(shí)現(xiàn)的。”“我們認(rèn)為，以瘸子和GRP78為靶點(diǎn)，通過靶向癌癥中的干細(xì)胞樣細(xì)胞，可能是一種補(bǔ)充現(xiàn)有治療方式的獨(dú)特方式。”

參與這項(xiàng)研究的其他研究人員包括埃文·布克、馬德胡里·卡拉瑟爾、羅斯·羅德瓦爾德、茱莉亞·利皮安斯卡婭、賈斯汀·拉、瑪麗埃爾·何和杰弗里·m·瓦爾，以及加州大學(xué)圣地亞哥分校的喬納森·a·凱爾伯、特雷西·賴特和理查德·克萊姆克