研究人员已经解决了一个细胞之谜，这可能导致更好的结直肠癌和其他类型癌症的疗法。科罗拉多大学医学院儿科-发育生物学教授彼得·登普西（Peter Dempsey）和科罗拉多大学博尔德分校分子、细胞及发育生物学助理教授贾斯廷·布伦博（Justin Brumbaugh）展示了H3K36甲基化过程在调节肠道细胞的可塑性和再生中的重要性。
科罗拉多大学癌症中心的研究人员解决了一个细胞之谜，这可能导致更好的结直肠癌和其他类型癌症的疗法。
科罗拉多大学医学院的儿科-发育生物学教授彼得·登普西（Peter Dempsey）和科罗拉多大学博尔德分校分子、细胞及发育生物学助理教授贾斯廷·布伦博（Justin Brumbaugh）最近在《自然细胞生物学》期刊上发表了一篇论文，展示了H3K36甲基化过程在调节肠道细胞的可塑性和再生中的重要性。
“肠道在受伤后具有巨大的再生能力，它通过去分化模型来实现。”登普西解释道，“细胞在受伤后会去分化回一种再生干细胞类型，这些干细胞最终会恢复肠道并转回正常细胞。”
寻找开关
布伦博表示，科学家们一直在寻找将正常肠道细胞转回再生干细胞的“开关”。通过使用动物模型，他、登普西和他们的研究团队发现H3K36甲基化——一种发生在H3组蛋白中的生化过程——负责开启和关闭这一可塑状态。他们的研究得到了科罗拉多大学癌症中心的资助。
“如果你想想，正常在肠道中的那些细胞必须保持其身份才能正常功能，”布伦博说道。“你必须确保它们不会在不应该翻转的时候翻转，因为你会失去它们的专业功能——这也是癌症的一个标志。关于组蛋白修饰的其他研究，因为表观遗传学在这种情况下是有意义的。你会有这种调节形式来防止逆转并锁定细胞命运，这很有意义。”
下一步
随着H3K36甲基化被确认是负责正常细胞与再生细胞之间转换的过程，研究人员表示，下一步是寻找方法来针对这一过程，在需要时将其打开或关闭，以治疗结直肠癌和可能导致癌症的肠道疾病。
“H3K36甲基化似乎直接参与了细胞的分化，但如果你去掉它，细胞会回归到这种再生干细胞状态，”登普西说道。“当你有伤害和修复时，这种再生状态是重要的，但也有某些结直肠癌恰好拥有这种再生基因特征。慢性结肠炎、炎症性肠病是一个重复的伤害系统，并且导致结直肠癌的风险增加。我们认为我们有一个机制，可以直接应用于这些类型的癌症，这是我们想要研究的。”
除了结肠癌，登普西表示，甲基化过程也可能对化疗和放疗的抵抗有影响。
“当细胞转换到这种再生干细胞状态时，它们变得对某些治疗更加耐药，这就是一个问题，”他说。“如果您有一个不是结肠癌患者但正在接受化疗或放疗的患者，这些疗法的一种副作用是会破坏肠道干细胞。在某些患者中，如果剂量不正确，您实际上可能会剥去整个肠道内膜。如果你能够理解如何将这种状态重新打开，你可能能够让细胞受到更多保护。”
未来的应用
布伦博强调，最近发表的研究只是理解这一过程的第一步，可能在未来治疗疾病中发挥重要作用。
“作为干细胞生物学家，我们想要理解这个过程的关键，因为如果你理解它，那么你就可以操控它，”他说。“你可能想要操控它用于药物测试、疾病建模——即使这不是我们直接应用于患者的治疗，如果我们能理解一种疾病的工作原理，那么这为提供治疗方案和机会奠定了基础。”
“这可能在未来会很远，但创造某些细胞类型用于移植疗法在干细胞领域是非常令人兴奋的。”他补充道。“我们离那还很远，但如果你明白如何操控这个过程，你就可以开始考虑这类事情。”
