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重大發現:科學家找到抑制癌癥轉移新機制,或預測癌癥轉移風險

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美國科學家日前報告說,他們在實驗室小鼠組織中進行的試驗顯示,乳房乳管周圍的細胞層能夠伸出并捕獲逃逸的癌細胞以防止其在體內擴散。該研究結果顯示,這種被稱為肌上皮細胞的細胞層并不像科學家此前認為的那樣,僅僅是一種靜態的防止癌癥浸潤的屏障,而是一種能抑制乳腺癌轉移的積極防御機制。

研究人員在《細胞生物學雜志》網絡版上報告了這一研究成果。約翰斯·霍普金斯大學醫學院細胞生物學教授及該校西德尼金梅爾綜合癌癥中心成員Andrew Ewald說:“了解癌細胞是如何被限制的可以幫助我們開發能預測個體癌癥轉移風險的方法。”

Ewald說:“大多數乳腺腫瘤始于乳房乳管的內層細胞,而這些細胞又被肌上皮細胞所包圍。當哺乳嬰兒時,這些不同類型的細胞一起收縮使乳汁從導管中排出。”

Ewald指出:“這種肌上皮層在臨床上用于診斷區分人類中的限制性乳腺癌和浸潤性乳腺癌。若乳腺癌細胞沖破該肌上皮層,其結果就是所謂的浸潤性癌,該類型的癌癥有更高的復發率并且需要更激進的治療方法。”他說:“如果癌癥轉移被看作是長跑比賽,則突破該細胞層就相當于從起跑線沖出。”

在這項研究中,Ewald及其團隊對從小鼠乳腺內層取出的細胞進行改造以產生蛋白Twist1,該蛋白通過改變基因表達起作用,并與多種腫瘤類型的癌癥轉移有關。

令人驚訝的是,研究人員發現,當浸潤性Twist1細胞突破肌上皮層時,肌上皮細胞能夠抓住這些逃逸的細胞。在總共114次觀察中,有92%的時候可以將其拉回到乳腺導管內。

來自Ewald實驗室的博士研究生Katarina Sirka說:“這些研究結果確立了肌上皮細胞作為防御細胞逃逸的動態屏障的新概念,而不像之前推測的那樣僅僅充當了一種靜態的阻擋物。”

為了證實他們的發現是一種主動行為而不僅僅是由于細胞天然的“黏性”,Ewald的團隊成員改變了肌上皮細胞的兩個關鍵特征——它們的收縮能力及其與浸潤細胞的數量比。

首先,研究人員對小鼠肌上皮細胞進行了遺傳改造,以去除其平滑肌肌動蛋白(一種促使細胞收縮的蛋白)。與作為對照的正常肌上皮細胞相比,在這種情況下,突破肌上皮層的逃逸浸潤細胞的數量增加了3倍。

研究人員還發現,減少肌上皮細胞與浸潤性細胞的比例也會增加逃逸癌細胞的數量。與沒有防御屏障的浸潤性細胞的擴散相比,通過為每個浸潤細胞添加兩個肌上皮細胞,其逃逸率變為了前者的1/4。

加利福尼亞大學舊金山分校外科病理學研究員Eliah Shamir說:“這一點很重要,因為它表明肌上皮細胞的物理完整性和肌上皮細胞內的基因表達,對于預測人類乳腺腫瘤的行為非常重要。任何肌上皮層變薄或脫落的地方都有可能有癌細胞逃逸。”

Ewald及其團隊計劃研究促使肌上皮層發生動態反應的細胞機制,以及由其失敗而導致浸潤發生的原因。(趙熙熙

相關論文信息:DOI:10.1083/jcb.201802144


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