任何癌细胞都可以形成另外一种肿瘤吗？或者说仅仅对癌症干细胞进行选择才能够产生新型的癌细胞吗？近日，来自密歇根大学综合癌症研究中的研究人员给出了答案，研究者对卵巢癌细胞进行了研究，他们发现，对大部分癌细胞而言，其都可以以一种可预见和有组织的方式产生后代细胞，母体癌细胞会产生子代细胞，而子代细胞又会产生后代细胞，这样“祖母”癌细胞就会成为罕见的癌症干细胞，其可以开启癌症的复发以及新型肿瘤细胞的形成。
相关研究发表在国际杂志PNAS上；研究者Ronald J. Buckanovich指出，一般来讲，癌细胞并不会随机分裂，就好象正常的生物学现象一样，我们会看到干细胞产生子代细胞的模式，但在癌细胞层级制度中，我们就会看到违背这种制度的罕见意外发生，这就要求我们必须设计新型的癌症疗法，干细胞样细胞就是真正关键的治疗性靶点。
研究人员在文章中发现，名为BMP2的蛋白质可以增加癌症干细胞的生长，并且降低“孙女”代细胞（granddaughter cells）或大部分肿瘤细胞的生长，这就好比是两种类型细胞之间的对白一样，当存在太多的“孙女”代细胞时，其就会诱发BMP2来增加干细胞的数量，而非干细胞的细胞则会帮助促进干细胞生长来维持肿瘤内部的平衡状态。
研究者Buckanovich说道，BMP2可以“告知”癌症组织产生更多的“祖母”癌症干细胞来阻断“孙女”代细胞的产生，所以大块的细胞会越来越少，但仍然会存在对疗法耐受性的细胞来，而且其还具有产生新型肿瘤的能力。当研究者阻断BMP2后就可以帮助降低癌细胞产生新型干细胞的能力，但阻断BMP2会促进“孙女”代细胞的产生，因此当前的挑战就是靶向作用癌症干细胞的BMP2抑制剂，而这种类型的疗法目前并不适用于患者，研究者们正在测试多种方法来希望仅将抑制剂运输到癌症干细胞中进行作用。
目前研究者们正在利用一种微流体设备来进行研究，这种设备可以对细胞进行分离并且进行以特殊的方式进行独立研究，Buckanovich表示，我们将能够实时观察癌症细胞的分裂，并且追踪哪些是母体细胞，哪些又是子代细胞，而新型的微流体设备将帮助我们直接研究人类细胞，而这将开创利用患者机体细胞来进行癌症层级制度研究的新篇章。
PMC:
PMID:
Identifying an ovarian cancer cell hierarchy regulated by bone morphogenetic protein 2
Yun-Jung Choia,1,2, Patrick N. Ingramb,1, Kun Yanga, Lan Coffmana, Mangala Iyengarc, Shoumei Baia, Dafydd G. Thomasd, Euisik Yoonb, and Ronald J. Buckanovicha,c,e,3
Whether human cancer follows a hierarchical or stochastic model of differentiation is controversial. Furthermore, the factors that regulate cancer stem-like cell (CSC) differentiation potential are largely unknown. We used a novel microfluidic single-cell culture method to directly observe the differentiation capacity of four heterogeneous ovarian cancer cell populations defined by the expression of the CSC markers aldehyde dehydrogenase (ALDH) and CD133. We evaluated 3,692 progeny from 2,833 cells. We found that only ALDH+CD133+ cells could generate all four ALDH+/−CD133+/− cell populations and identified a clear branched differentiation hierarchy. We also observed a single putative stochastic event. Within the hierarchy of cells, bone morphologenetic protein 2 (BMP2) is preferentially expressed in ALDH−CD133− cells. BMP2 promotes ALDH+CD133+ cell expansion while suppressing the proliferation of ALDH−CD133− cells. As such, BMP2 suppressed bulk cancer cell growth in vitro but increased tumor initiation rates, tumor growth, and chemotherapy resistance in vivo wheras BMP2 knockdown reduced CSC numbers, in vivo growth, and chemoresistance. These data suggest a hierarchical differentiation pattern in which BMP2 acts as a feedback mechanism promoting ovarian CSC expansion and suppressing progenitor proliferation. These results explain why BMP2 suppresses growth in vitro and promotes growth in vivo. Together, our results support BMP2 as a therapeutic target in ovarian cancer.