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单能性基底和腔内干细胞维持前列腺稳态，在前列腺炎症或癌症期间出现中间细胞群。然而，基底干细胞和中间细胞群的身份仍不清楚。
2024 年 11 月 13 日，中国科学院分子细胞科学卓越创新中心高栋、周斌、陈洛南及深圳湾实验室于晨共同通讯在Nature Genetics（IF=31.7）在线发表题为 “JAK/STAT signaling maintains an intermediate cell population during prostate basal cell fate determination” 的研究论文。该研究表明JAK/STAT信号在前列腺基底细胞命运决定过程中维持中间细胞群。
该研究发现了一种罕见的表达腔内标记物的中间细胞群（称为Basal-B），具有增强的类器官形成能力，以及更大的基底细胞群（称为Basal-A）。遗传谱系追踪显示，Basal-B细胞在前列腺稳态和雄激素介导的再生过程中表现为短暂的基底干细胞状态。在Basal-B细胞中发现活化的JAK/STAT信号，其抑制显著降低了Basal-B标志物的表达。炎症增加了Basal-B细胞向腔内细胞的转分化，但JAK/STAT抑制明显减弱了这种作用。Pten基因缺失增加了表达Nkx3.1的Basal-B样细胞群，导致肿瘤发生。在人类中，h-Basal-B细胞在良性前列腺增生中更为普遍。这项研究揭示了中间Basal-B细胞的身份，并强调了JAK/STAT信号在前列腺细胞命运决定中的作用。
器官稳态和修复是由组织特异性干细胞群驱动的，这些干细胞群在各种条件下具有显著的谱系可塑性和长期的自我更新能力。成人前列腺上皮主要由基底细胞和腔细胞组成。在前列腺细胞移植和类器官形成实验中，基底细胞可以产生基底细胞和管腔细胞。遗传谱系追踪表明，成年前列腺基底细胞在体内平衡和雄激素诱导的再生过程中起着谱系限制的单能祖细胞的作用。这些基底干细胞可以在前列腺炎症、管腔细胞消融和癌变情况下重新激活多能性。然而，这些基底干细胞的层次结构尚不清楚。大多数腔细胞是雄激素依赖性的，在雄激素剥夺治疗（ADT）后发生凋亡。基底细胞在ADT、炎症和癌变作用下的命运尚不清楚，因为只对少数未分类的基底细胞进行了命运定位。在人类中，共同表达基础和腔内标记物并富集于前列腺炎性萎缩区域的中间细胞群被怀疑是致癌的靶标。尿路致病性大肠杆菌感染可诱导小鼠前列腺中间菌群的扩增和基底-粪便细胞转移。使用Ck14-CreER进行谱系追踪表明，这些中间细胞起源于表达Ck14的基底细胞。基底-腔混合细胞在晚期前列腺癌中被发现。单细胞RNA测序（scRNA-seq）强调了正常和癌组织中意想不到的细胞谱系复杂性。雄激素介导的前列腺退化和再生过程中基底细胞的大量更新（图源自Nature Genetics）了解细胞命运决定提供了对干细胞在组织发育、再生和疾病中的作用的基本见解。遗传谱系追踪技术，如Cre-loxP系统，是研究干细胞命运决定的有力工具。然而，这些方法依赖于靶向干细胞中重组酶表达的特异性，并且可能由于关注标记细胞而不是整个群体而引入偏差。这些局限性导致了关于前列腺再生和癌症起源中基底细胞和腔细胞命运的相互矛盾的结论。在这里，研究人员利用增强的谱系追踪策略和scRNA-seq技术，研究了前列腺稳态、再生、炎症和癌症发生过程中的前列腺基底、管腔和中间细胞群。研究的结果确定了Basal-B细胞是前列腺基底细胞中至关重要的中间群体，并将JAK/STAT信号作为与Basal-B样信号增加相关的前列腺炎症患者的潜在靶标。综上，该研究系统研究了Basal-B细胞的身份特征以及在不同病理状态中的重要功能，深入解析了Basal-B干细胞的调控机制，不仅为前列腺中间态干细胞及其调控机制提供了新的见解，同时也为炎症性前列腺增生的治疗提供了重要理论基础。中国科学院分子细胞科学卓越创新中心郭旺昕博士后、张晓雨博士、李琳副研究员，南京医科大学第一附属医院邵鹏飞教授、梁超副教授为本文的共同第一作者。中国科学院分子细胞科学卓越创新中心高栋研究员、周斌研究员、陈洛南研究员和深圳湾实验室于晨研究员为本文的共同通讯作者。
参考消息：
https://www.nature.com/articles/s41588-024-01979-1![]()
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