PNAS打破癌癥傳統觀點首次證實循環腫瘤細胞無孔不入

日期：2016-04-20 09:14:27

循環腫瘤細胞（CTCs）群在癌癥轉移過程中也許要比之前預想的發揮更大的作用，來自麻省總醫院的研究人員證實這些細胞群能通過直徑僅為7微米的微流孔通道，這表明循環腫瘤細胞群在腫瘤細胞的傳播方面具有更大的作用，因此可以作為阻止癌轉移的一個潛在靶標。

這一研究成果公布在4月18日的《美國國家科學院院刊》（PNAS）雜志上。

來自Spectrum Genomics 的Edward Cho點評這項成果，“這一研究領域普遍認為即使是單個循環腫瘤細胞想要穿過毛細血管，都有可能被物理剪切力摧毀掉”，而這項研究“提出了新證據，證明了CTCs細胞群也許存在某種機制，在通過毛細血管時能避免被剪切力所破壞，從而具有更強大的轉移潛能。”

大多數癌癥致死都是由于腫瘤轉移到不同器官引起的。傳統觀點認為，循環腫瘤細胞群太大了，無法穿過毛細血管，會造成擁堵形成血液凝塊。然而，近期的研究在癌癥患者血液中發現了這些細胞，“如果它們尺寸過大，那么我們又是如何在手臂血液采集過程中發現它們的呢？”，文章的通訊作者Mehmet Toner說。

為了找到答案，Toner等人構建了一種模擬人體毛細血管的7微米微流孔通道，觀察患者血液樣品和細胞系中的CTC細胞群如何能通過這些通道。

在拍攝的視頻中，研究人員發現10-20個細胞群在通過這些通道時，會分散開來穿過去，就像是一群人手拉手，穿過一條狹窄小巷。這些細胞“能難以置信的進行擠壓”,Toner說，穿過通過后，CTCs又會重新組裝成非線性細胞群。

接下來，研究人員又在體內模型中進行驗證。他們將人體CTC細胞群注入到3日齡的轉基因斑馬魚胚胎的血液中，斑馬魚是一種研究人體的重要模型，因為它們的毛細血管在尺寸和壓力上幾乎和人體的一模一樣。結果研究人員再次發現CTC細胞群能穿過這些毛細血管。

此外，Toner研究組還發現CTC細胞群會由于某些藥物而破裂，研究人員在CTC細胞群上加入FAK抑制劑14（許多腫瘤都會過量表達的一種分子，能抑制一種細胞間粘附蛋白的作用），或化療藥物紫杉醇paclitaxel（也能消弱細胞間連接），然后將處理過的細胞群放入微流孔通道中，結果發現細胞群會破裂成小塊，或者單個CTC，這表明這種方法也許可以作為一種治療途徑。

來自斯坦福大學的Sanjiv Sam Gambhir說，“這是一篇非常有趣的論文。之前我們都不知道這些細胞群如何幫助癌轉移的，這項工作即通過了計算模型，又有微流裝置和斑馬魚驗證，全面闡明了這一發現。”

但Gambhir也表示，研究結果仍然基于模型。“除非能在實際人體毛細血管中進行驗證，要不還是無法確切證實。”

同時Cho也認為“這項研究第一次幫助我們理解了細胞也許能通過一個循環系統簡化模型穿過毛細血管，但只有當真正模擬了CTCs的復雜性和CTC細胞群在人體循環系統中的運動過程，我們才能進行治療潛力的探索。”