论文部分内容阅读
食管鳞状细胞癌是我国最常见的恶性肿瘤之一，其发病率位于我国恶性肿瘤的第六位，而死亡率位于第四位。食管鳞癌具有很强的异质性，易产生耐药，复发和转移，最终导致治疗失败。肿瘤干细胞是产生肿瘤异质性的根源，至今缺乏公认的食管鳞癌肿瘤干细胞标志物。肿瘤干细胞和正常干细胞有很多相似之处，正常干细胞有转化成肿瘤干细胞的能力。然而，目前关于食管上皮基底层干细胞研究还存在争议，主要有两种对立的理论模型:异质性模型和同质性模型。因此，鉴定食管干细胞并明确其干性特征的维持调控通路可为食管癌肿瘤干细胞鉴定、分离等研究奠定重要的理论基础。
首先，我们采用动物体内BrdU示踪实验检测了食道上皮基底细胞的增殖模式。实验结果表明，食管基底层细胞是异质性的，存在两个细胞亚群。假定干细胞亚群(SCs，short-quiescent stem-like cells)占食管基底层细胞的小部分，处于相对静止状态。祖细胞亚群(PCs，actively proliferating progenitor cells):占食管基底层细胞大部分，处于活跃增殖的状态。两细胞亚群均表达Keratin14、p63、Sox2、Bmi1、Oct4、Integrinα6、Integrinβ4、不表达CD34。
接下来，通过全基因组甲基化测序技术，我们发现大鼠食管基底层SCs与PCs之间存在甲基化图谱的差异。SCs的CHG和CHH的甲基化特征与PCs具有明显的不同。聚类分析表明PCs与基底上层分化细胞(suprabasal differentiated cells，DCs)相似度高，与SCs相似度较低。DMR相关基因显著富集在细胞分化、细胞形态调节等生物学过程和Wnt信号通路、干细胞多能性调节信号通路、cAMP信号通路等生物通路。最后，我们应用体外类器官培养体系，明确了食管类器官基底层细胞的异质性，同样存在短时间静止的假定干细胞亚群。体外抑制类器官培养过程中的Wnt信号显著增加了类器官基底层短时间静止假定干细胞的比例，表明较低的Wnt信号有利于短时间静止的假定干细胞干性特征的维持。
综上所述，本研究明确了食管基底层细胞的异质性，证明了短时间静止的假定干细胞亚群的存在，同时表明Wnt信号通路在维持基底层静止干细胞干性特征中起着重要调控作用。本研究为食管基底层异质性模型的确定提供了新的有力证据，也为进一步明确Wnt信号通路调控干细胞干性特征的关键分子及机制打下了基础。
首先，我们采用动物体内BrdU示踪实验检测了食道上皮基底细胞的增殖模式。实验结果表明，食管基底层细胞是异质性的，存在两个细胞亚群。假定干细胞亚群(SCs，short-quiescent stem-like cells)占食管基底层细胞的小部分，处于相对静止状态。祖细胞亚群(PCs，actively proliferating progenitor cells):占食管基底层细胞大部分，处于活跃增殖的状态。两细胞亚群均表达Keratin14、p63、Sox2、Bmi1、Oct4、Integrinα6、Integrinβ4、不表达CD34。
接下来，通过全基因组甲基化测序技术，我们发现大鼠食管基底层SCs与PCs之间存在甲基化图谱的差异。SCs的CHG和CHH的甲基化特征与PCs具有明显的不同。聚类分析表明PCs与基底上层分化细胞(suprabasal differentiated cells，DCs)相似度高，与SCs相似度较低。DMR相关基因显著富集在细胞分化、细胞形态调节等生物学过程和Wnt信号通路、干细胞多能性调节信号通路、cAMP信号通路等生物通路。最后，我们应用体外类器官培养体系，明确了食管类器官基底层细胞的异质性，同样存在短时间静止的假定干细胞亚群。体外抑制类器官培养过程中的Wnt信号显著增加了类器官基底层短时间静止假定干细胞的比例，表明较低的Wnt信号有利于短时间静止的假定干细胞干性特征的维持。
综上所述，本研究明确了食管基底层细胞的异质性，证明了短时间静止的假定干细胞亚群的存在，同时表明Wnt信号通路在维持基底层静止干细胞干性特征中起着重要调控作用。本研究为食管基底层异质性模型的确定提供了新的有力证据，也为进一步明确Wnt信号通路调控干细胞干性特征的关键分子及机制打下了基础。