Позвоночные кости, формирующие позвоночник, происходят от особого типа стволовых клеток, которые выделяют белок, способствующий метастазированию опухолей, говорится в исследовании, проведенном под руководством ученых из Weill Cornell Medicine. Это открытие открывает новое направление в изучении заболеваний позвоночника, помогает объяснить, почему солидные опухоли так часто распространяются на позвоночник, и может привести к созданию новых методов ортопедического и онкологического лечения. В исследовании, опубликованном 13 сентября в журнале Nature, ученые обнаружили, что позвоночная кость образуется из стволовых клеток, которые отличаются от других стволовых клеток, образующих костную ткань. Используя костеподобные «органоиды», созданные из стволовых клеток позвонков, ученые показали, что известная тенденция опухолей распространяться на позвоночник — в большей степени, чем на длинные кости, такие как кости ног, — во многом обусловлена белком MFGE8, секретируемым этими стволовыми клетками.
В последние годы д-р Гринблатт и другие ученые обнаружили, что различные типы костей образуются из различных типов костных стволовых клеток. Поскольку позвонки, по сравнению с другими костями, такими как кости рук и ног, развиваются в раннем возрасте по иному пути, а также, по-видимому, имели особую эволюционную траекторию, д-р Гринблатт и его сотрудники предположили, что, вероятно, существует отдельная стволовая клетка позвонка. Исследователи начали с выделения из различных костей лабораторных мышей так называемых скелетных стволовых клеток, которые дают начало всем костям и хрящам, на основе известных поверхностных белковых маркеров таких клеток. Затем они проанализировали активность генов в этих клетках, чтобы выяснить, можно ли найти отличительную закономерность для клеток, связанных с позвоночной костью. Эта работа позволила получить два ключевых результата. Первый — это новое, более точное определение стволовых клеток скелета в целом на основе поверхностных маркеров. Это новое определение позволило исключить набор клеток, не являющихся стволовыми, которые были включены в старое определение стволовых клеток, что скрадывало некоторые предыдущие исследования в этой области. Второй вывод состоял в том, что скелетные стволовые клетки из разных костей действительно систематически различаются по своей генной активности. В результате проведенного анализа был выделен отдельный набор маркеров для стволовых клеток позвоночника, и в дальнейших экспериментах на мышах и в лабораторных культурах клеток была подтверждена функциональная роль этих клеток в формировании костей позвоночника. Далее исследователи изучили феномен относительной привлекательности позвоночника для метастазов опухолей — в том числе метастазов опухолей молочной железы, простаты и легких — по сравнению с другими типами костей. Согласно традиционной теории 1940-х годов, этот «спинальный тропизм» связан с особенностями кровотока, при котором метастазы преимущественно попадают в позвоночник, а не в длинные кости. Но когда исследователи воспроизвели феномен спинального тропизма на животных моделях, они обнаружили доказательства того, что кровоток не является объяснением — более того, они нашли подсказку, указывающую на стволовые клетки позвонков как на возможных виновников.
Впоследствии специалисты обнаружили, что удаление стволовых клеток позвонков устраняет разницу в скорости метастазирования между костями позвоночника и длинными костями. В итоге было установлено, что MFGE8, белок, секретируемый в большем количестве стволовыми клетками позвонков по сравнению со стволовыми клетками длинных костей, вносит основной вклад в тропизм позвоночника. Чтобы подтвердить значимость полученных результатов для человека, группа исследователей совместно с сотрудниками Hospital for Special Surgery выделила человеческие аналоги мышиных позвоночных стволовых клеток и охарактеризовала их свойства. В настоящее время исследователи изучают методы блокирования MFGE8 с целью снижения риска метастазирования в позвоночник у онкологических больных. В более общем плане, говорит д-р Гринблатт, они изучают, как отличительные свойства стволовых клеток позвонков способствуют развитию заболеваний позвоночника.
13.09.2023 |
Здоровье
Nature Communications: Появилось новое объяснение, почему COVID сжигает легкие | |
В некоторых тяжелых случаях COVID-19 легкие по... |
Nature Biomedical Engineering: Рак можно лечить с помощью межклеточных посланий | |
Исследователям из Каролинского института ... |
Heart Rhythm: Ученые рапортуют об отличных итогах лечения фибрилляции предсердий | |
Фибрилляция предсердий является наиболее распр... |
Nature Communications: Белки в крови находят рак на 7 лет раньше врачей | |
В ходе двух исследований, проведенных в О... |
Nature Human Behavior: Мы запоминаем то, что не в силах объяснить | |
Человеческий мозг фильтрует поток впечатлений,... |
Nature Microbiology: Неэффективность прививки от кори для кесарят выше в 2,6 раз | |
Исследование Кембриджского университета, Велик... |
Environmental and Molecular Mutagenesis: У пожарных повышен риск рака простаты | |
У пожарных может быть повышенный риск развития... |
Nature Biomedical Engineering: Лимфоузлы станут маркерами эффективности вакцин | |
Вакцина из биоматериала стимулирует и&nbs... |
Многокомпонентная липидная эмульсия улучшает развитие мозга у недоношенных детей | |
У недоношенных детей, получавших многокомпонен... |
Biological Psychiatry: Омега-6 снижает риск развития биполярного расстройства | |
Генетическая предрасположенность к более ... |
ESCMID: Ученые разрабатывают иммунотерапию для борьбы с туберкулезом | |
Некоторые методы иммуноукрепляющей терапии уже... |
Загрязнение воздуха и депрессия связаны со смертностью от сердечных заболеваний | |
Исследование, проведенное в более чем&nbs... |
Brain Injury: После сотрясения мозга детям сложнее заводить друзей | |
Почти четверть американских детей с симпт... |
Ученые объяснили связь между депрессией и сердечно-сосудистыми заболеваниями | |
Депрессия и сердечно-сосудистые заболеван... |
eLife: Смертоносная бактерия-вампир жаждет человеческой крови | |
Одни из самых смертоносных бактерий в&nbs... |
Molecular Psychiatry: Выяснилось, как изменение экспрессии генов вызывает аутизм | |
Расстройство аутистического спектра, или ... |
New England Journal of Medicine: Упреждающая ангиопластика не улучшает прогноз | |
По данным нового крупного исследования, провед... |
JAMA: Скрининг PSA незначительно влияет на смертность от рака простаты | |
Крупнейшее на сегодняшний день исследован... |
Science: Неврологи открыли компоненты нервных клеток, которые никогда не стареют | |
Некоторые молекулы РНК в нервных кле... |
STM: Иммунотерапия болезни Альцгеймера показала прогресс в исследовании на мышах | |
Болезнь Альцгеймера начинается с того, чт... |
Acta Biomaterialia: Созданы трансплантаты, похожие на реальное человеческое ухо | |
Используя современные методы тканевой инженери... |
EHJ-DH: Инструмент на основе ИИ успешно предсказывает фатальный сердечный ритм | |
В исследовании, проведенном в Лестере и&n... |
Frontiers in Allergy: Собаки способны учуять стресс по запаху дыхания человека | |
Чуткие носы собак способны распознать ранние п... |
NMI: Создана модель ИИ для разработки новых антибиотиков против супербактерий | |
Исследователи из Университета Макмастера ... |
Воздействие табака до рождения повышает риск развития диабета 2 типа у взрослых | |
Воздействие табака до рождения и нач... |
JAAD: Новый метод может помочь дифференцировать два кожных заболевания | |
Два редких кожных заболевания с похожими ... |
CM: «Все болезни от головы!»: возрастное изменение нейронов вызывает ожирение | |
Исследователи из Университета Нагоя и&nbs... |
Cancer: Риск развития рака зависит от метаболического синдрома | |
Новое исследование показывает, что люди с... |
Nature Communications: В мигрирующих нейронах найден конус роста | |
Мигрирующие нейроны обладают конусом роста, ко... |
Cell: Открыта новая роль нейтрофилов в борьбе с раком | |
В исследовании, опубликованном в журнале ... |