《Cell》揪出癌癥盔甲的薄弱環(huán)節(jié)
日期：2013-12-16 10:11:41
來自約翰霍普金斯大學的細胞生物學家們發(fā)現了一種獨特的乳腺癌細胞類型，證實其導致了癌癥侵襲到周圍組織中。由于侵襲是致命的癌癥轉移過程的第一步，研究人員說他們或許已經找到了癌癥盔甲的薄弱環(huán)節(jié)以及有可能的治療新靶點。他們的研究結果在線發(fā)表在12月12日的《細胞》（Cell）雜志上。
約翰霍普金斯大學醫(yī)學院細胞生物學助理教授Andrew Ewald博士說：“轉移是乳腺癌患者面臨的最大威脅，我們已經找到了一種方法在小鼠中阻止這一過程的第一階段。”
Ewald說，在轉移發(fā)生之前，處于腫瘤邊緣稱之為領導細胞（leader cells）的單個細胞，會形成突起進入到周圍組織中，就像有人將腳趾伸入水中再決定是否更進一步冒險一樣。如果條件合適，領導細胞會充當向導，許多的腫瘤細胞跟隨其后，它們脫離了腫瘤的界限跨越進入到健康組織中。當細胞成功遷移到新位點，例如肺臟中，開設店鋪，構建出新的腫瘤時就完成了全部的轉移過程。
一開始帶著腫瘤中的一些細胞有可能比另外一些更具侵襲性的想法，Ewald研究小組在實驗室一個模擬人類患者乳腺癌周圍環(huán)境的特異3-D凝膠中培育了小鼠腫瘤。Ewald實驗室醫(yī)學腫瘤學研究人員Kevin Cheung博士，觀察到癌細胞成群浸潤到凝膠中，少數細胞在前面，其余的跟在后面。
為了尋找腫瘤起始細胞（initiating cell）明顯 “領導能力”的分子根源，Cheung搜索了唯獨存在于領導細胞中的蛋白質。他們鑒別出了一個蛋白：cytokeratin 14（K14）存在于幾乎所有的領導細胞中，但在腫瘤的非侵襲性部分則非常罕見。當研究小組觀測來自罹患其他乳腺癌類型的小鼠的腫瘤時——一些乳腺癌類型更容易發(fā)生侵襲，而另一些則不太容易——證實所有的領導細胞都含有K14。腫瘤侵襲性越強，就具有越多包含k14的細胞。
研究小組最后將來自10名乳腺癌患者的乳腺腫瘤放到3-D凝膠中培養(yǎng)，發(fā)現這些人類腫瘤中的領導細胞也包含K14。Cheung說：“我們的研究表明，在所有的乳腺癌類型中，乳腺腫瘤中最具侵襲性的細胞都表達K14。現在我們需要了解的是，如何除去患者乳腺腫瘤中這些領導細胞。”
K14蛋白幫助許多細胞類型形成了內部“骨架”，賦予它們結構，幫助它們移動。盡管它存在于領導細胞中，看起來似乎可能參與了侵襲過程，研究人員還是開展了進一步的實驗來確定它是否是這一過程的必要條件，或僅僅是一個巧合。
研究人員從乳腺癌小鼠處取得乳腺腫瘤，將它們分為實驗組和對照組。然后用接受重編程、攜帶一些遺傳物質的病毒處理每組腫瘤。實驗組接收到的是設計阻止K14生成的遺傳物質；對照組接收到的是不影響細胞的遺傳物質。隨后兩組腫瘤被移植到健康小鼠體內，實驗腫瘤在小鼠身體的一側，對照腫瘤則移植到同一小鼠身體的另一側。
在讓腫瘤生長一段時間后，研究小組切除并對它們進行了檢測。與預期的那樣，在對照組中存在領導細胞，其包含K14，率先強有力地侵襲到正常組織中。而實驗組腫瘤中的細胞不包含K14，腫瘤邊界光滑，基本上沒有發(fā)生侵襲。
“我們仍然需要幾年的時間才能夠利用這些見解來幫助乳腺癌患者，但我們現在知道了哪些腫瘤細胞是最危險的，我們知道它們依賴于一些蛋白質來做骯臟之事。只要少量的領導細胞就足以啟動轉移過程，并且它們需要K14來領導侵襲，”Ewald說
他還指出，K14也存在于許多其他器官的細胞中，因此K14有可能在其他的癌癥類型中發(fā)揮相似的作用。
