癌细胞如何迈出扩散的第一步？

 最近，来自麻省理工学院（MIT）的一项新研究，揭示了肿瘤细胞如何从最初的肿瘤部位开始它们扩散的第一步。这种扩散——称为转移（metastasis），引发了百分之90的癌症死亡。这项研究结果发表在国际著名学术期刊《Cancer Discovery》，本文资深作者是麻省理工学院生物学教授、科赫综合癌症研究所成员Frank Gertler，科赫癌症研究所的博士后Madeleine Oudin，是该论文的第一作者。

 

在小鼠的研究中，研究人员发现，具有Mena蛋白一个特定版本的癌细胞，被称为MenaINV（侵袭性），能够改造自己的环境使它们更容易地迁移到血管，并扩散至全身。他们还发现，高水平的这种蛋白，与乳腺癌患者的转移和早期死亡相关。

 

Gertler教授指出，找到一种方法来阻断这种蛋白，可能有助于防止转移。他表示：“我觉得这是很有前途的，因为我们知道，当我们用遗传学手段去除MenaINV时，肿瘤变成了非转移性的。”

 

在移动中

 

癌细胞为了转移，它们必须首先成为移动性的，然后爬过周围组织，到达血管。在这项新的研究中，麻省理工学院的研究小组发现，癌细胞遵循纤连蛋白的踪迹，这个蛋白质是“细胞外基质”的一部分，它可以为周围的细胞提供支持。纤连蛋白被发现以特别高的浓度存在于肿瘤的边缘和附近的血管中。

 

Oudin说：“肿瘤环境内的癌细胞不断地面临着纤连蛋白浓度的差异，它们需要能够从低浓度移动到高浓度，以到达血管。”

 

MenaINV，正常Mena蛋白的另一种形式，是这个过程的关键。Menainv包括一个普通版本中没有发现的片段，这使得它能够更强烈地结合一个受体——称为α-5整合素，其存在于肿瘤细胞以及附近支持细胞的表面，并识别纤连蛋白。

 

当MenaINV附着于这个受体时，它能促进纤连蛋白结合同一受体。纤连蛋白通常是一种缠结的蛋白质，但是当它与细胞表面结合时，它就会被拉成很长的束。这会刺激胶原蛋白——另一种细胞外基质蛋白，组织成从肿瘤边缘放射的僵硬原纤维。

 

从本质上讲，这种模式——通常存在于更具侵袭性的肿瘤中，为迁移至血管的肿瘤细胞创造了条件。

 

Oudin说：“如果你有卷曲的、盘绕的胶原蛋白，这就与好的预后结果有关，但如果它被重新排列成这些直长的纤维时，就为这些细胞的迁移提供了公路。”

 

在小鼠的研究中，具有侵袭形式Mena的细胞，能更好地识别并爬向较高浓度的纤连蛋白，从而沿着胶原途径移动，而没有MenaINV的细胞则没有移向更高浓度。

 

预测转移

 

研究人员也研究了来自乳腺癌患者的数据，发现高水平的MenaINV和纤连蛋白，与肿瘤转移、早期死亡相关。然而，在Mena正常版本和早期死亡之间没有关联。

 

Gertler的实验室以前开发了一些抗体，可以检测到Mena的正常形式和侵入性形式，目前正在开发当中，以用于测试患者活检标本。这样的测试可以帮助医生确定一名患者的肿瘤是否有可能扩散或不扩散，并有可能引导患者的治疗。此外，科学家们也许能够开发出抑制MenaINV的药物，可能对于治疗癌症或防止其转移是有用的。

 

现在，研究人员希望研究“MenaINV如何可能导致其他类型的癌症”。初步研究表明，它在肺癌和结肠癌中扮演着与乳腺癌中类似的角色。他们也在研究如何调节Mena蛋白两种形式之间的选择，以及在细胞外基质中存在的其他蛋白，如何可能有助于肿瘤细胞的迁移。

 

癌症是一种细胞生长的疾病，但大多数肿瘤只有从其原发位置扩散到全身各处时，才会变得具有致命性。为什么有些癌细胞能脱离肿瘤并扩散到远端身体部位？去年5月份，来自美国密歇根大学的一组肿瘤学家和工程师合作，帮助我们解开这个重要的问题。相关研究结果发表在《Scientific Reports》杂志。随后的7月份，美国托马斯杰弗逊大学的研究人员发现，一个分子可能是驱动前列腺癌转移的重要调控因子，这项研究结果，发表于《Cancer Cell》杂志，为开发药物防止前列腺癌以及可能其他癌症的转移，提供了一个靶标。今年1月份，美国密苏里大学（MU）医学院的研究人员发现，一个已知可抑制许多类型癌症生长和扩散的基因，在某些类型的大肠癌中，却有着相反的效果。这项研究结果，为新的结直肠癌疗法，奠定了基础。