故事从…弗朗西斯卡Froldi博士

对弗朗西丝卡·弗朗迪博士来说,研究发展不仅令人着迷,而且对更好地理解和治疗癌症等疾病也至关重要。

弗朗西斯卡Froldi博士
弗朗西斯卡Froldi博士

我一直对大自然奇妙的复杂性着迷。作为一个小女孩,我最喜欢做的事情是在我的后院寻找昆虫或观察微小的生命形式游泳在池塘的水与我的玩具显微镜!

所以很自然的,长大后,我决定学习生物学,成为一名科学家。在意大利博洛尼亚大学(University of Bologna)的几年里,我爱上了发育生物学,这门学科研究的是一个多细胞生物,通过其所有相互连接和整合的组织和器官,从一个细胞发育而来的令人惊叹的复杂过程。

生物体的发育是由其基因组中编码的信息引导的。这些信息如何被“解释”决定了它们的细胞将获得什么样的行为或身份,这些细胞都共享相同的遗传信息。

在我看来,这是如何发生的,是生物学中最吸引人的问题之一。事实上,一个发育中的有机体中的细胞如何获得或维持它们的特性已经成为我研究的主要焦点。

研究发展不仅令人着迷,而且对更好地理解和治疗癌症等疾病也至关重要。

例如,在正常的发育过程中,被称为干细胞的非特化的“主”细胞能够增殖,并通过一个被称为“分化”的过程逐渐产生更特化或成熟的细胞类型。然而,不幸的是,分化的细胞可以积累遗传或表观遗传的变化,使它们能够回到时钟,回到更不成熟的发育状态,并重新获得干细胞的特征,如增殖能力。

破译细胞分化的机制是一个需要解决的关键问题,特别是如果我们想了解许多癌症的起源并找到治疗它们的方法。

由于动物的发育是如此的复杂,研究它并不是一件容易的事!这就是为什么不那么复杂的生物体对帮助我们阐明这些复杂的过程非常有用。

在彼得麦克,在程实验室在美国,我用果蝇黑腹果蝇研究中枢神经系统的干细胞是如何运作的,以及它们产生的神经元是如何获得和维持它们的特殊身份的。通过我们的研究,我们发现果蝇大脑中某些调控网络的缺失会导致这些神经元的细胞身份的丧失和干细胞样特征的获得,最终导致肿瘤的形成。我们还证明,这些大脑中的致癌干细胞有非常特殊的代谢需求,它们的生长可以通过剥夺它们的特定营养来阻止,而不会影响正常的大脑发育。

考虑到果蝇和人类之间这些网络和过程的高度进化保守性,这些发现将有希望为我们寻找新的癌症治疗策略提供信息,如由癌症干细胞活动驱动的胶质母细胞瘤。

发育中的果蝇中枢神经系统。干细胞标记为红色,神经元标记为绿色。

一个多世纪以来,果蝇一直被用作遗传模型生物,因此我们积累了丰富的知识和无数的工具,以非常复杂的方式操纵其基因组。

与老鼠不同,果蝇是一种在实验室中繁殖的简单而廉价的生物模型。

所以,果蝇在癌症研究中发挥作用(在我看来这很重要!),这对任何人来说都不足为奇。

事实上,在第一个人类肿瘤抑制基因被发现之前,果蝇就已经描述了致癌突变;在研究果蝇发育时,我们发现了一些重要的信号通路,如Notch、Wnt、TGFb、Hippo和许多其他信号通路,而在我们知道它们在癌症生物学中扮演什么重要角色之前。

果蝇的发育生物学研究是基础研究重要性的一个很好的例子,因为改变医学领域的发现往往来自于对基础生物学现象的研究。

还有很多这样的例子:CRISPR基因编辑技术是另一个引人注目的例子,它说明了研究看似与我们的健康无关(如果不是有点模糊的话)的生物过程,如何能在生物技术方面取得如此巨大的飞跃。谁能想到,研究细菌如何保护自己不受外来DNA的侵害,会改变生物医学研究,开启仅在几年前还无法想象的治疗可能性呢?

这就是为什么基础研究应该得到支持和鼓励:除了如此吸引人之外,你永远不知道癌症研究的下一个突破会来自哪里!

Francesca Froldi博士是Cheng实验室的博士后研究员,也是Peter Mac器官发生和癌症项目的成员。她的专长包括果蝇发育和干细胞生物学,以及无脊椎动物模型在癌症研究中的应用。

可以通过电子邮件联系她,地址是(电子邮件保护)

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