Nature揭示腫瘤的惡性網絡
日期：2015-11-11 09:22:36
無法治愈的星形細胞瘤，包括尤其惡性的膠質母細胞瘤，會像菌絲體一樣擴散性生長進入健康腦組織中。因此，采用手術無法完全切除這些腫瘤，縱使給予強化治療它們也常常會在某一時刻再度開始生長。這些腫瘤具有有效的治療抵抗機制。
在發布于《自然》（Nature）雜志上的新論文中，科學家們描述了星形細胞瘤的一個顯著特點：它們形成了極細長的細胞膜延伸物，它們利用這些延伸物不斷地掃描健康大腦，由此侵襲并移居健康大腦。
當腫瘤生長時，癌細胞利用這些延伸物來互相連接一個大型網絡，在這一網絡中它們集中及跨遠距離通訊，使得星形細胞瘤看起來像高度復雜的、器官樣實體。“我們首先想到的是，這看起來像在已存在的大腦內部又形成了一個新的大腦。腫瘤細胞在網絡中相互連接，與我們所知道的在大腦中神經元和其他細胞類型構成的網絡相似，”海德堡大學醫院與德國癌癥研究中心的Frank Winkler說。
在一年的時間里，研究人員觀察了他們移植到小鼠體內的人類膠質母細胞瘤的生長情況。他們利用了一種特殊的顯微鏡技術觀察大腦的深層。以這種方式，他們發現癌細胞通過細胞膜微管交換分子，也利用了這些微管作為通訊渠道。
研究人員也在來自腦癌患者的組織樣本中發現了這一腫瘤微管網絡。癌細胞相互連接越多，腫瘤亞型越具有惡性且抵抗治療。
因此，科學家們推測這一腫瘤微管網絡必定與抵抗治療有關聯。他們觀察發現，實際上腫瘤可以識別對該網絡的損壞并立即修復它。膠質母細胞的標準療法——放療無法殺死成為這一網絡組成部分的腫瘤細胞，而這一網絡外的癌細胞則會死亡。
那么腫瘤細胞是如何形成這些特別的膜延伸物的呢？分析來自250名腦癌患者腫瘤組織中的基因活性提供了線索。為了建立它們的網絡，癌細胞利用了一些通常在神經系統發育早期活化的特異分子信號通路。科學家們在小鼠實驗中阻斷這些信號通路，發現小鼠隨后形成了較小且相互連接較少的腫瘤，其對放療反應非常敏感。
海德堡大學醫院神經病學系Wolfgang Wick 說：“星形細胞瘤，尤其是膠質母細胞瘤抵抗所有類型的治療是一個大問題。我們的結果第一次表明了一種人們長期追求的，可破壞這種治療抵抗，由此使得我們最終可提高這些腫瘤治療療效的新方法。這些結果還解釋了一種特定的腦癌亞型更好地響應治療的原因。
論文的第一作者Matthias Osswald說：“它們建立網絡的能力似乎有限。盡管這一研究發現不能立即使我們能夠為我們的腦腫瘤患者提供一種新療法，但它表明了治療開發的方向：我們必須破壞這一惡性網絡。”
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