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Sox9是癌症治疗期间维持消化道功能的主要基因

发表时间:2015-09-23

    美国北卡罗来纳大学综合癌症中心的科学家Kyle Roche等在小鼠模型中发现:在癌症治疗期间,正常干细胞DNA突变致使细胞凋亡,导致严重胃肠道不良反应;有证据表明正常活性干细胞死亡消失后,储备干细胞移入原有空间,重新分裂、填充消化道内壁上皮;一种稀有的干细胞基因(Sox9基因)可对放疗造成的损害产生免疫,Sox9基因具有制造及保存稀有储备干细胞的功能,并拥有普通干细胞的所有功能,而普通干细胞并不会迅速分裂。(Gastroenterology. 2015年8月5日在线版)

    消化道干细胞分裂迅速,每周均可产生全新的上皮细胞。但正是这种快速细胞分裂导致放化疗对癌症患者的消化系统造成灾难性的破坏,因为放化疗的目标正是这些迅速分裂的细胞。该研究结果为治疗前保护癌症患者消化系统提供了新思路,相应的预防措施或可使患者接受更高强度的治疗,进而更有效地治疗癌症。

    北卡罗来纳医学院医学系、细胞生物学、生理学及生物医学系副教授Scott Magness博士说:“我们发现Sox9不仅具有制造及保存稀有储备干细胞的功能,还可对放疗造成的消化道损害产生保护作用。”

    储备干细胞或是普通干细胞的“后备军”

    几十年来,科学家们已经认识到储备干细胞具有普通干细胞的所有功能,但并不会快速分裂。普通干细胞在正常情况下迅速分裂,为消化道提供足量的细胞,以维持消化道内壁的正常功能。但在癌症治疗过程中,正常干细胞的DNA发生突变,出现细胞凋亡,导致消化道内壁受损。这正是治疗过程中患者出现严重消化道不良反应的原因。

    癌症治疗过程中杀死正常干细胞的同时,储备干细胞进行消化道内壁的填充。其原因及机理尚不明确。

    Roche表示:“虽然并未证明,但有力证据提示,正常活化的干细胞死亡后,储备干细胞移入原有空间,重新分裂、填充消化道内壁上皮。”

    小鼠模型验证Sox9基因的功能

    研究人员用小鼠进行单细胞天然表达Sox9基因的分析,以检测其是否具有与储备干细胞相一致的表型。他们发现某些细胞具有很强的干细胞特征。研究人员对小鼠进行Sox9基因敲除,观察储备干细胞是否依赖Sox9基因的存在。结果显示,敲除Sox9基因的小鼠缺乏储备干细胞群,这些小鼠暴露于辐射之后并未恢复。这提示:Sox9敲除导致储备干细胞的缺失,这些小鼠对辐射更加敏感。不过,人类肠道内也含有Sox9基因。

    该研究通讯作者Magness博士指出:“如果能够找出Sox9基因控制储备干细胞的机制,那么在理论上说我们就可以研制出一种药物来减轻癌症患者放化疗后的消化道不良反应。”

    Roche更直接地指出:提高人体内上皮细胞的Sox9水平应该是可行的,并可检测放化疗后可能幸存的细胞所出现的DNA损伤;“如果这样的话,Sox9基因会成为一个新的保护放疗后消化道功能的药物治疗靶点,我们认为Sox9基因携带大量关于癌症治疗过程中如何保护消化道功能的未知的有用的信息。”

    (编译 Lucifer)