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新发现阐明了我们的消化道、肺和肝脏是如何形成的，这一发现可能对我们理解癌症产生重要影响。
UVA的 Chongzhi Zang博士和他的合作者揭示了一个决定我们消化道、肺和肝脏形成的关键过程，这一发现可能对我们理解癌症有重要意义。
图片来源:Courtesy Zang lab
弗吉尼亚大学医学院的一项新发现阐明了我们的消化道、肺和肝脏是如何形成的，这一发现可能对我们理解癌症产生重要影响。
在哺乳动物的发育过程中，胃、结肠、肠道、胰腺、肝脏、肺、食道、咽(咽喉)和甲状腺都是由所谓的“原始肠管”形成的。但科学家们一直不确定究竟是什么促使肠管中难以区分的细胞变成或“分化”成各种器官。确切地说，肠管中的细胞是如何知道它应该成为我们肺的一部分，而不是胃的一部分?
长波大学的 Chongzhi Zang博士和他的合作者已经找到了答案，揭示了被称为染色质的遗传物质是如何与其他因素相互作用，从而开启和关闭基因来进行这种基本转化的。
“肠道发育是一个迷人的动态过程，从中我们可以了解到相同的基因组如何在不同的器官中创造出许多不同类型的细胞，”长波大学公共卫生基因组学中心和长波大学癌症中心的臧说。“我们知道，在不同器官中使用的基因会在发育的早期阶段显示出一些差异，但这是我们第一次发现，在器官形成过程中，这些差异是如何由染色质控制的。”
了解器官发展
Zang和他的同事，包括加拿大多伦多大学的Tae-Hee Kim博士领导的合作者，使用了名为“单细胞ATAC-seq”的尖端基因组学技术，创建了一幅详细的“地图”，描绘了在小鼠器官形成过程中，肠管中单个细胞内发生的染色质模式变化。在此过程中，他们填补了我们对哺乳动物器官发育过程理解的许多重要空白。
研究小组发现，染色质在变成肝脏的细胞中表现出不同的动态，例如，在变成肺的细胞中。染色质与所谓的“转录因子”相互作用，以一种优雅的排列方式训练细胞完成它们注定要从事的重要工作。
在以后的发展过程中，这些相互作用将进一步完善新兴的器官，例如，允许肠细分为大肠和小肠。
这个复杂的过程必须精确地进行，这一点很重要。研究人员发现，错误可能会造成可怕的后果，例如，破坏实验室小鼠胰腺和肠道的健康发育。胰腺的显著变化包括许多大的囊肿样结构的形成。
研究人员指出，“细胞命运”错误发生在胰腺癌的早期阶段，导致癌前病变。因此，了解器官发育过程以及可能出现的问题可以为了解某些癌症肿瘤的形成提供重要的见解。
“更好地理解基因在器官发育过程中是如何工作的，可以让我们深入了解许多类型癌症发生的潜在机制，”Zang说。“我们使用最先进的技术来解决这些复杂的问题，并相信这些根本性的发现，一步一步地，最终将激发新的治疗发展，并在未来造福癌症患者。”
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