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朱鹤/高维强发现兼具上皮和间质表达谱特征的前列腺基底干细胞

在美国的统计数据表明,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。阐明前列腺癌的细胞起源非常重要。肿瘤的形成过程和正常器官的发育过程有许多相似之处。了解前列腺的发育过程,对肿瘤的形成具有重要参考意义。
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。基底细胞在多种上皮组织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,其中的干细胞亚群和其分子特征尚不清楚。
2020年2月5日,上海交通大学朱鹤研究员和高维强教授合作在 Nature Communications 杂志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。
朱鹤/高维强发现兼具上皮和间质表达谱特征的前列腺基底干细胞
该研究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。基因敲除实验表明Zeb1基因参与前列腺基底上皮细胞正常发育。进一步的,通过高通量单细胞测序技术,发现了Zeb1阳性表达的基底上皮细胞亚群同时呈现上皮、间质细胞和上皮间质转化过程相关的分子表达谱,同时实验发现这群细胞受到Wnt信号通路的正向调控。而且,在小鼠和临床前列腺肿瘤样本中检测到了Zeb1表达阳性的上皮细胞。前列腺肿瘤临床呈现出以管腔上皮细胞为主的表型,在此研究中,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。
该研究的第一作者为上海交通大学生物医学工程学院的博士研究生王雪
 

原文链接:

https://www.nature.com/articles/s41467-020-14296-y

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