神經幹細胞睡著了!細胞週期新階段 G0 與腫瘤休眠?

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細胞週期主要生長、複製儲存在細胞核中的遺傳物質、再次生長並分裂成 2 個新細胞等 4 個階段,分別稱為 G1、S、G2 和 M。

近日,亞利桑那州立大學研究團隊發現,許多神經細胞在初始生長後停止,並在 G1 後進入交替狀態,即稱為 G0 的類睡眠狀態。在這種狀態下,細胞處於休眠狀態或繼續其正常功能而不會再次分裂。然而,當細胞發生突變,導致它們脫離 G0 狀態并快速生長和分裂時,就會發生癌症。此研究結果刊登於《Molecular Systems Biology》。

像其他類型的細胞一樣,幹細胞也有靜止狀態。一種被稱為靜止狀態,這是細胞獨立於細胞週期而生活的狀態,儘管它們可以在給出正確提示的情況下跳回到細胞週期中。

再來,該研究團隊也神經上皮幹細胞 G0 也有類似於其他幹細胞經歷的這種靜止狀態,但它具有神經上皮細胞特有的特徵。當神經上皮細胞失控,以更高的速度進入生長和分裂階段,就會在大腦中產生膠質瘤。

他們發明一種新的細胞週期分類器工具ccAF(cell cycle ASU/Fred Hutchinson)來分析神經膠質瘤的細胞數據,然後發現腫瘤細胞通常處於 G0 或 G1 的神經生長狀態。隨著腫瘤變得更具侵襲性,越來越少的細胞保持在靜息的神經 G0 狀態,且患者預後也較差。這意味著越來越多的細胞在增殖和生長腫瘤。相反地,腫瘤細胞中神經 G0 表現較高,患者的腫瘤侵襲性也較低。

另外,他們還發現靜止的神經G0狀態與腫瘤的增殖速率或細胞分裂和產生新細胞的速度無關。

未來,他們將進一步研究是什麼觸發細胞進入分裂週期或保持 G0 靜止狀態,進而了解腫瘤生長背後的過程,以及後續開發新藥物來阻止腫瘤生長。

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參考資料:
1. Molecular Systems Biology, 2021; 17 (6) DOI: 10.15252/msb.20209522
2. https://news.asu.edu/20210624-sleeper-cells-new-neural-stem-cell-state-gives-insight-cancer

首圖來源:亞利桑那州立大學

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