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上海交通大学生物医学工程学院高维强/朱鹤团队在Nature Communications发表研究论文,发现兼具上皮和间质表达谱特征的前列腺基底干细胞

本站小编 Free考研/2021-01-02

近日,上海交通大学MedX-仁济医院干细胞中心朱鹤研究员和高维强教授合作在Nature Communications杂志(IF=11.9)在线发表了研究成果Identification of a Zeb1 expressing basal stem cell subpopulation in the prostate,该工作揭示了前列腺基底细胞的异质性,发现了一群兼具上皮和间质表达谱特征、高表达上皮间质转化(epithelial-to-mesenchymal transition, EMT)调控基因的前列腺基底干细胞亚群,并报道了EMT诱导转录因子Zeb1在基底上皮细胞正常发育过程中不可或缺的重要作用。该研究的第一作者为生物医学工程学院的博士研究生王雪。
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在美国统计数据表明,前列腺癌发生率在男性肿瘤中占第一位,死亡率为第二位。在中国随着饮食和生活习惯西化,前列腺癌的发生率和死亡率在逐年增加(如图1)。前列腺肿瘤患者轻则严重影响生活质量,重则严重危及生命,因此,科研和临床工作者对前列腺肿瘤的研究及治疗工作,刻不容缓。研究表明,肿瘤的形成过程和正常器官的发育过程有许多相似之处,也为科研基础研究提供了良好的切入点。多种疾病小鼠模型的构建,很大程度上有利于体内科学研究工作的开展,为临床用药,预防与诊断具有重要的参考意义。
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图1 肿瘤统计数据(数据来源CA Cancer J Clin.2019;69(1):7-34;CA Cancer J Clin.2016 ;66(2):115-32)
在解剖学上,小鼠前列腺上皮包含4对组织分叶,前叶,后叶,背叶和腹叶。研究证实,小鼠前列腺组织的后叶和背腹叶跟人前列腺组织具有很大的相似性。
啮齿类动物实验表明前列腺上皮组织在剥夺雄激素之后,因上皮细胞大量凋亡而管腔皱缩,当恢复雄激素之后,细胞增殖,组织再生,该过程可以重复达30次。这提示前列腺上皮组织含有干细胞,是研究干细胞生物学的一个很好的模型。前列腺上皮组织正常干细胞的识别,转录表达谱解析及潜在的肿瘤起源细胞的研究至关重要。
前列腺上皮细胞主要含有3种细胞类型,基底细胞,管腔细胞及少量神经内分泌细胞。同时,基底上皮细胞在多种上皮组织中被认为是含有干细胞的上皮细胞类型。然而,前列腺基底上皮细胞具有异质性(如图2),其中的干细胞亚群和其分子特征尚不清楚。
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图2 单细胞转录组揭示前列腺基底上皮细胞的异质性
高维强/朱鹤团队通过利用荧光报告小鼠和谱系示踪技术,揭示了在前列腺基底上皮细胞层存在一个Zeb1阳性表达的细胞亚群。在单细胞水平上证实了Zeb1阳性表达的基底细胞亚群可以自我更新、能形成腺管状形态的前列腺组织,具有分化成管腔、基底和神经内分泌细胞的多向分化能力。研究发现Zeb1阳性表达的管腔上皮细胞极有可能是一群肿瘤来源细胞,促进肿瘤的发生和发展。
这一研究结果首次证实了Zeb1阳性表达的基底干细胞亚群,与临床前列腺肿瘤的发生及进展有着紧密的相关性。为前列腺肿瘤的临床诊断提供了坚实的理论基础。
论文链接:https://www.nature.com/articles/s41467-020-14296-y


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