前列腺中间态细胞的身份和命运决定机制被破解

中国科学院分子细胞科学卓越创新中心（生物化学与细胞生物学研究所）研究员高栋、周斌、陈洛南，联合深圳湾实验室研究员于晨，系统研究了前列腺中间态细胞的身份特征、功能和调控机制，为前列腺中间态干细胞及其调控机制提供了见解，也为炎症性前列腺增生的治疗提供了新思路。11月13日，相关研究发表于《自然—遗传学》。

高栋团队。图片由研究团队提供

前列腺是男性泌尿道生殖系统重要组成器官，包括前列腺增生、前列腺炎、前列腺癌等疾病的发病率极高。成体前列腺上皮组织主要由管腔细胞、基底细胞和极少量的神经内分泌细胞组成。在前列腺发育和炎症条件下，会出现一群同时表达基底细胞和管腔细胞的前列腺中间态细胞，但这群细胞的起源、身份属性及其命运调控机制却近乎未知。

基于体内细胞增殖示踪系统，研究团队发现在雄激素介导的前列腺再生过程中，大量管腔细胞和基底细胞经历了细胞增殖。单细胞转录组测序分析结果表明，小鼠前列腺基底细胞可以分为Basal-A和Basal-B细胞，其中Basal-B细胞可同时表达基底细胞和管腔细胞的标记物Nkx3.1，具有中间态细胞的特征以及更高的干细胞潜能。此外，中间态Basal-B细胞可高效形成类器官以及分化为管腔细胞。

研究人员构建了体内特异标记Basal-B细胞的谱系示踪小鼠模型，以及持续性捕获Basal-B细胞的小鼠模型，示踪了雄激素诱导的和炎症性前列腺损伤修复中Basal-B细胞的谱系命运。研究结果表明，Basal-B细胞是一群独特的雄激素依赖型前列腺基底干细胞，在炎症性前列腺损伤修复中表现出更强的细胞增殖和分化形成管腔细胞的能力。此外，JAK/STAT信号通路在Basal-B细胞中高度活化，JAK/STAT信号通路被抑制时，正常前列腺Basal-B细胞的标志物表达减弱，炎症期间Basal-B细胞向管腔细胞分化能力也被抑制。

在炎症性前列腺增生病人样本中，同样存在JAK/STAT信号通路活化的Basal-B细胞异常增多的现象。研究人员进一步实验发现，在前列腺肿瘤起始的早期，几乎所有的基底细胞都展现出类似Basal-B细胞的中间态特征，暗示了基底细胞分化为管腔肿瘤细胞需要先获得类似Basal-B细胞状态。