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Transformation of Different Human Breast Epithelial Cell Types Leads to Distinct Tumor Phenotypes
Tan A. Ince,1,2 Andrea L. Richardson,2,3 George W. Bell,1 Maki Saitoh,1 Samuel Godar,1 Antoine E. Karnoub,1 James D. Iglehart,3 and Robert A. Weinberg1,
1 Whitehead Institute for Biomedical Research and Department of Biology, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA 02142, USA
2 Department of Pathology, Division of Women's and Perinatal Pathology, Brigham and Women's Hospital, Harvard Medical School, Boston, MA 02115, USA
3 Department of Cancer Biology, Dana-Farber Cancer Institute, MA 02115, USA
Corresponding author
Robert A. Weinberg
We investigated the influence of normal cell phenotype on the neoplastic phenotype by comparing tumors derived from two different normal human mammary epithelial cell populations, one of which was isolated using a new culture medium. Transformation of these two cell populations with the same set of genetic elements yielded cells that formed tumor xenografts exhibiting major differences in histopathology, tumorigenicity, and metastatic behavior. While one cell type (HMECs) yielded squamous cell carcinomas, the other cell type (BPECs) yielded tumors closely resembling human breast adenocarcinomas. Transformed BPECs gave rise to lung metastases and were up to 104-fold more tumorigenic than transformed HMECs, which are nonmetastatic. Hence, the pre-existing differences between BPECs and HMECs strongly influence the phenotypes of their transformed derivatives.
美国科学家的一项最新研究，找到了在实验室中大量制造癌症干细胞的新方法。这一成果将为癌症研究创造更为有利的条件。新的实验同时表明，各种正常细胞转变成癌症干细胞的倾向和转移破坏的潜力是有差异的。相关论文发表在8月13日的《癌细胞》杂志上。
从某种意义上说，一些肿瘤很像蜂群，肿瘤中的每个癌细胞所起的作用是不同的。只有一小部分的细胞类似于“蜂后”，这就是所谓的癌症干细胞。癌症干细胞具有保持自身未分化状态的能力，并且可以产生普通癌细胞形成肿瘤块。此外，它们还可以“播种”新的肿瘤。
领导最新研究的是美国麻省理工学院（MIT）的生物学教授Robert Weinberg。他和同事从人类乳腺组织分离出一些细胞，并通过基因改造将它们转变成癌细胞。进一步的研究表明，这些癌细胞中有大约十分之一是癌症干细胞。
此次实验能够成功，论文第一作者、MIT病理学家Tan Ince功不可没。他开发出了一种新型的成分确定培养基（chemically defined culture medium），它能够培养出一种特殊类型的人类乳腺细胞，而这些细胞在通常的培养基中不能存活。随后，他通过标准程序在培养的细胞中插入特殊的基因片断，从而使它们具有了癌细胞的性质。
研究证实，这些改造过的细胞异常强大。在小鼠体内注射10万个该细胞后，小鼠很快就会发展出大量的致死肿瘤。而当研究人员将这一数字减少到仅100个时，这些细胞仍然能够导致可转移肿瘤的形成。而与此形成鲜明对比的是，如果利用实验室中通常使用的癌细胞系，则需要大约100万个才能产生肿瘤。
Weinberg表示，“癌症干细胞的操作性定义就是启动肿瘤的能力，因此，我们制得的癌细胞中有癌症干细胞。”
除了找到一种新的癌症干细胞制造方法外，此次的研究还挑战了一个传统的认识，即任何细胞通过一系列合适的改变（包括突变），都能朝着恶性的方向进化，并最终具有入侵其他组织的能力。
最新研究发现，一些正常细胞会更倾向于成为启动肿瘤的细胞，而它们变成癌细胞后的转移潜能也要更高。比如，Ince新开发的培养基和标准培养基培养出的两种类型的人类乳腺细胞，尽管差异非常小，但经过相同的基因突变后，却表现得大相径庭
