癌细胞的来源

癌细胞本是正常的细胞，只是在它们的生命中做出了错误的发育决定。在一项针对果蝇中相当于在许多人类白血病中都有的原癌基因的同系物研究中，美国西北大学的研究人员已经深入了解了正常发育中的细胞如何转变为受限制的，或特定的状态，以及此过程在癌症中可能发生的错误。
果蝇眼睛由许多不同的特化细胞所构成，如光感神经元和视锥细胞。由于果蝇与人类共有许多相同的致癌基因，科学家们于是利用果蝇（普通果蝇）的复眼作为模型来研究人类癌症中所发生的错误。
一个由生物学家和工程师共同领导的多学科团队研究了发育中的眼睛细胞的正常行为。研究人员很吃惊地发现，当细胞从一个更原始，干细胞样的状态转变为更特异性的状态时，一种名为Yan的重要蛋白质的浓度开始发生剧烈波动。如果这种蛋白质水平没有或不能波动，细胞就不会发生转变并继续发育。
西北大学的研究人员研究的这种“噪声”蛋白在果蝇和人类中分别称为Yan和Tel-1（该蛋白是一种转录因子）。Tel-1蛋白指示细胞变成白细胞，产生该蛋白的基因，原癌基因Tel-1，经常在白血病中发生突变。
蝇中能够关闭噪声信号的EGFR蛋白在人类中称为Her-2。Her-2是一种在人类乳腺癌中起着重要作用的原癌基因。
“从表面上看，果蝇和人类有很大的不同，但我们却共享着众多基础基因，” Carthew说。“我们可以利用果蝇遗传学来了解人类是如何运转的，以及在癌症和其他疾病中发生了什么差错。”
果蝇细胞很小且紧密地排列在一起，这使研究它们很具有挑战性。Carthew 和 Amaral团队的生物学家，化学和生物学工程师，计算机专家和化学家一起想出了如何识别和分析果蝇眼睛中成千上万的单个细胞。
“在过去，人们建立的控制细胞分化的常规网络模型大部分是通过同时扰乱此网络中的一个或两个部件，然后将这些结果转化为模型，”麦考密克工程学院的化学教授和生物工程师说。“我们在发育过程中检测视网膜时，发现了关键调控因子Yan和EGFR的异常行为。”“这个剧烈的波动或噪声，发生在细胞过渡的时候，”西北大学艺术与科学学院的分子生物科学教授Carthew说。“这是第一次我们看到在发育细胞从A点到B点时存在着一个短暂的时间段。这种噪声是中间状态的一个标志，并且对细胞转换为特异状态来说很重要。这个中间状态可能就预示着正常细胞走上了癌变道路。”