Nature揭秘：幹細胞竟然是「癌症與細菌」之間的橋樑？

圖片來源：global stem cell therapy

胃癌是與癌症相關的死亡最常見的原因之一，這主要是因為大多數病人都處於疾病的晚期。形成這種癌症的主要原因是一種被稱為幽門螺桿菌（Helicobacter pylori）的細菌。這種細菌長期感染著大約一半的人類。

然而，與腫瘤病毒不同的是（人們很早就知道到，某些病毒通過將致癌基因插入宿主細胞DNA中來引發癌症），細菌不會在它們的宿主細胞中留下轉化基因（transforming gene）。究竟這種細菌是如何導致癌症的至今仍是一個謎。

8月16日，發表在Nature雜誌上題為「Stromal R-spondin orchestrates gastric epithelial stem cells and gland homeostasis」的研究中，來自德國Max Planck研究所和美國斯坦福大學等機構的科學家們發現，幽門螺桿菌能夠使胃中的幹細胞更新進入「超速運轉」的狀態（overdrive），而幹細胞更新被很多科學家認為在癌症發展中發揮了作用。該研究證實，胃部含有兩種不同的幹細胞類型，它們對相同的驅動信號做出了不同的響應。

Thomas F. Meyer教授（圖片來源：MAX-PLANCK-GESELLSCHAFT）

事實上，該研究的共同通訊作者Thomas F. Meyer教授和他的同事們已經花了許多年來調查幽門螺桿菌及其誘導的胃上皮組織中細胞的變化。其中，讓他們尤為困惑的一個問題是：在細胞被快速替換的環境中，惡性腫瘤是如何被誘導的？他們懷疑，這個問題的答案可能與在胃內部排列成行的腺體（glands）底部被發現的幹細胞有關。這些幹細胞會「自下而上」（from the bottom up）不斷替換殘存的細胞，它們也是胃部僅有的長壽細胞。

該研究的第一兼共同通訊作者、臨床科學家Michael Sigal博士曾經推翻了已經建立的教條。研究發現，幽門螺桿菌不僅感染表面細胞，一些細菌還能夠侵入到腺體（glands）深處，到達幹細胞室（stem cell compartment）。現在，他們發現這些幹細胞確實通過增加它們的分裂來響應感染。科學家們在受影響的患者中觀察到，幹細胞的這一響應不僅產生了更多的細胞，還導致了特徵性的黏膜增厚。

Cross section of stomach glands, showing the outline of individual cells in green and their nuclei in blue. Credit: MPI for Infection Biology

該研究還發現，胃腺中含有兩種不同的幹細胞群。它們都響應一種被稱為Wnt的信號分子。該分子在許多成體組織中維持幹細胞的更新。至關重要的是，研究者們發現，腺體下面的結締組織層的肌成纖維細胞（myofibroblast）產生了第二個幹細胞驅動信號——R-spondin。而兩種幹細胞群對R-spondin的響應是不同的。研究證實，正是這一信號控制著對幽門螺桿菌的響應：感染幽門螺桿菌後，這一信號被加強了，進而沉默了更慢循環的幹細胞群（more slowly cycling stem cell population），並讓另一種更快循環的幹細胞群（faster cycling stem cell population）進入超速運轉狀態。

Sigal博士稱：「我們的研究結果表明，一種感染性細菌能夠增加幹細胞的更新。由於幽門螺桿菌引發的是終生感染，因此，幹細胞分裂的持續增加可能足以解釋致癌風險的增加。我們的發現為解答細菌如何增加癌症的風險提供了寶貴的線索。」

參考資料：

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