科学家发现肺肿瘤里隐藏着一个微小的胃

资料来源:j .贝尔/弗利克

研究人员发现肺部肿瘤样本细胞中隐藏着微小的胃、十二指肠和小肠。

众所周知，肿瘤极其混乱。尽管它们都是相同的肿瘤，但与细胞的其他部分相比，这部分细胞通常表达不同的基因、形状和大小。然而，2018年的这一发现仍然令人惊讶。

研究小组发现，这些细胞失去了一个名为NKX1的基因，该基因作为主要开关，可以翻转基因网络，为肺细胞设定方向。

没有它，细胞会沿着最近的邻居，肠道的路径前进，就像火车在转换失败时出轨一样。

资料来源:塔塔实验室/杜克

这项发表在《细胞发展》杂志上的研究强调了癌细胞惊人的弹性和可塑性。

这种可塑性可能导致肿瘤产生耐药性，因此可以说这是治愈癌症的最大挑战。

“癌细胞将不惜一切代价存活下来，”该论文的主要作者、杜克大学医学院细胞生物学系助理教授普鲁肖塔马·拉奥·塔塔说。接受化疗后，肺细胞关闭了一些关键的细胞调节因子，并吸收了其他细胞的特性，从而获得了耐药性。"

塔塔职业生涯的大部分时间都在研究构成正常肺细胞组织的细胞类型，以及这些细胞在受伤后的再生过程中是否表现出灵活性。

塔塔开始怀疑他发现的一些与组织正常发育和再生相关的规则是否也是肿瘤细胞混合性质的原因。

因此，他开始关注占所有肺癌病例80%至90%的非小细胞肺癌。

肺癌是世界上癌症死亡的主要原因，也是所有癌症中存活率最低的癌症之一。

塔塔分析了癌症基因组图谱研究网络的数据，并分析了33种不同类型癌症的数千个样本基因组。

他发现许多非小细胞肺癌肿瘤缺乏NKX1，这是一种已知的建立肺谱系的基因。

相反，它们大多表达一些与食道和胃肠器官相关的基因。

塔塔推测，由于缺乏NKX1，肺部肿瘤细胞将失去肺部特征并呈现其他细胞特征。

因为在发育过程中，肺细胞和肠细胞来自同一母体或同一组细胞。一旦肺细胞迷失了方向，它们就会遵循最近发展起来的兄弟姐妹的道路，这是非常合理的。

为了验证是否如此，塔塔和他的同事建立了不同的老鼠模型。首先，他们从小鼠肺组织中去除了NKX1基因。

在显微镜下，他们注意到一些通常只出现在肠道的特征，如隐窝结构和胃组织。令人惊讶的是，这些结构产生消化酶，就像它们生活在胃里一样，而不是肺里。

在简单地证明基因调控可能导致肺细胞改变其发育轨迹后，塔塔想知道是否有一两个调整会刺激它们形成肿瘤。这一次，他们不仅去除了NKX1，还激活了致癌基因SOX2或KRAS。

该研究发现，叠加了SOX2突变的小鼠产生的肿瘤似乎来自前肠。然而，KRAS突变的小鼠似乎有来自中后肠的肿瘤。

塔塔和他的同事想知道这些基因是否真的能改变肺细胞的命运，或者它们是否需要来自微环境的额外信号。

为了回答这个问题，他们开发了一种新的“小肺肿瘤”系统——一种小版本的肺肿瘤组织——并发现基因操作足以使肺细胞表现出这种可塑性。

塔塔说:“癌症生物学家长期以来一直怀疑癌细胞可能为了逃避化疗和获得耐药性而改变自己，但他们不知道这种可塑性背后的机制。既然我们知道了在这些肿瘤中会遇到的问题，我们就可以提前考虑这些细胞可能采取的转化途径，并可以设计出防止它们癌变的疗法。”

未来，塔塔计划利用其小肺癌系统进一步探索肺癌细胞的耐药机制。

蝌蚪工作人员从科学警报，翻译李同信，转载必须授权