科学家发现机体抑制癌症转移新机制

科学家发现了一种抑制乳腺癌浸润的动态细胞防御机制。资料来源:卡塔琳娜·西尔卡

几天前，美国科学家报告说，他们在实验室小鼠组织中的实验表明，乳腺导管周围的细胞层可以突出并捕获逃逸的癌细胞，以防止它们在体内扩散。研究结果表明，这种称为肌上皮细胞的细胞层不仅是防止癌症浸润的静态屏障，也是抑制乳腺癌转移的主动防御机制，正如科学家以前认为的那样。

研究人员在在线版的《细胞生物学杂志》上报道了这一结果。

约翰·霍普金斯大学医学院的细胞生物学教授、约翰·霍普金斯大学西德尼·金梅尔综合癌症中心的成员安德鲁·尤尔德说:“了解癌细胞是如何被限制的有助于我们开发出预测个体癌症转移风险的方法。”

尤尔德说:“大多数乳腺肿瘤始于乳腺导管的内部细胞，这些细胞被肌上皮细胞所包围。哺乳婴儿时，这些不同类型的细胞会收缩在一起，导致乳汁从导管中排出。

尤尔德指出:“这种肌肉骨骼皮层在临床上被用来诊断和区分人类的局限性乳腺癌和浸润性乳腺癌。如果乳腺癌细胞突破肌肉骨骼皮层，结果就是所谓的浸润性癌症，复发率更高，需要更积极的治疗。”他说:“如果癌症转移被视为一场长跑，突破这个细胞层就相当于从起跑线上冲出去。”

在这项研究中，Ewald和他的团队对取自小鼠乳腺内层的细胞进行了修饰，以产生Twist1蛋白，该蛋白通过改变基因表达起作用，并与各种肿瘤类型的癌症转移有关。

令人惊讶的是，研究人员发现，当浸润的Twist1细胞突破肌肉骨骼皮质时，肌上皮细胞能够抓住这些逃逸的细胞。在总共114次观察中，92%的时间它可以被拉回到乳腺导管中。

Ewald实验室的博士生Katarina Sirka说:“这些研究结果建立了一个新的概念，即肌上皮细胞是防止细胞逃逸的动态屏障，而不是像以前假设的那样仅仅作为静态屏障。”

为了证明他们的发现是一种积极的行为，而不仅仅是由于细胞的自然“粘性”，Ewald的团队成员改变了肌上皮细胞的两个关键特征——它们的收缩性和它们与浸润细胞数量的比率。

首先，研究人员对老鼠的肌上皮细胞进行基因改造，去除它们的平滑肌肌动蛋白，一种促进细胞收缩的蛋白质。在这种情况下，与作为对照的正常肌上皮细胞相比，穿过肌皮层的逃逸浸润细胞的数量增加了三倍。

研究人员还发现，降低肌上皮细胞与侵袭性细胞的比例也会增加逃逸的癌细胞数量。与无防御屏障的浸润细胞的扩散相比，通过向每个浸润细胞添加两个肌上皮细胞，逃逸率变为前者的1/4。

旧金山加利福尼亚大学的外科病理学研究员Eliah Shamir说:“这很重要，因为它显示了肌上皮细胞的物理完整性和肌上皮细胞中的基因表达，这对预测人类乳腺肿瘤的行为非常重要。癌细胞可能从肌肉骨骼皮质变薄或脱落的任何区域逃逸。”

Ewald和他的团队计划研究促进肌肉骨骼皮层动态反应的细胞机制，以及其失败导致渗透的原因。(赵茜·Xi)

相关论文信息:DOI:10.1083/jcb.201802144

中国科学新闻(2018-08-14，第二版国际)