在小鼠皮肤中,Wnt信号梯度帮助缺失p53的细胞扩张
当生长信号在细胞群中心较强、边缘较弱时,这些细胞群扩张得更多。信号如何分布,比信号总量更关键。
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看起来正常的皮肤,也可能含有带突变的小群细胞。其中一些始终受到限制,并不会形成肿瘤;另一些为什么能在邻近细胞之间扩大地盘?Qiwen Gan、Wei Li、Rachel K. Lex、Zhe Ying和Slobodan Beronja在《Science》发表的研究,以小鼠表皮——皮肤最外层——为对象发现,细胞信号作用的位置很重要,不能只看信号有多少。
研究团队追踪了缺失p53蛋白的细胞克隆。克隆指从同一个细胞繁衍而来的细胞群;p53通常帮助限制受损细胞继续增殖。在这些克隆中,能产生新皮肤细胞的祖细胞持续自我更新,转变为成熟专职细胞的情况减少。Wnt信号通路是一套影响细胞生长和去向的化学信息系统。它在克隆边缘的活性较低,在中心较高;这种随位置变化的差异称为梯度。
为了区分“位置”和“总量”的作用,研究人员通过实验改变了Wnt活性的空间分布。具有梯度的克隆,比Wnt活性在各处都很高的克隆扩张得更多,尽管后者的信号总活性更高。因此,单纯把信号在各处都提高,不能复制中心与边缘不同的分布所带来的优势。这一比较支持:信号的空间布局参与了突变细胞与正常细胞之间的竞争。
这一结论来自同一实验系统中的多项测量:在组织内标记并追踪细胞、逐个细胞观察Wnt活性、测量基因活动、记录p53与脱氧核糖核酸(DNA,即储存遗传指令的分子)的结合,以及筛查一千多个候选基因。这些方法将p53缺失与克隆行为联系起来,并通过干预检验空间分布的作用,而不只是根据图像推测。
西奈山医疗系统发布的报道没有署名记者。该报道说,干扰梯度会使克隆扩张明显减少,但公开文字没有给出具体效应数值。占据健康组织也不等于形成癌症。研究显示缺失p53的细胞如何在这一小鼠皮肤模型中扩大范围;它没有证明调节Wnt能预防人的肿瘤。
这项发现让问题从“生长信号有多少”转向“它在哪里起作用”。证据支持Wnt梯度对缺失p53的克隆在小鼠中扩张具有因果作用,但尚不能确定治疗方案,也不能预测这类克隆在人身上的命运。关键的下一步是检验:人类组织中的细胞竞争是否也遵循同样的空间布局,以及改变这种布局是否会影响与疾病有关的结果。
要点
- 缺失p53的克隆在Wnt活性由边缘向中心变化时扩张得更多。
- 即使信号总量更高,处处同样强的Wnt活性也没有复制这一优势。
- 结果来自小鼠皮肤,不能证明能够预防人类癌症。

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