在癌症治疗的问题上,科学家终于取得了重要的突破。来自英国的一支团队开发了一种全新的工具,让我们能够亲眼看到癌症转移是怎么发生的。它能让我们更好地了解癌症转移的最初几步,并有望带来控制癌症转移的有效方法。关于这种工具的最新研究成果,8月28日发表在了顶尖学术期刊《自然》的封面上!是由英国弗朗西斯克里克研究所和剑桥大学的研究人员在 Nature 杂志发表了题为:Metastatic-niche labelling reveals parenchymal cells with stem features 的研究论文。


癌症研究取得重要突破 肿瘤转移之谜被剑桥大学等揭开-贤集网生物专题


这项研究具体是怎么做的呢?具体来看,这支团队开发了一种新的荧光蛋白。它有一种奇怪的特性——穿透细胞。研究人员们在小鼠的乳腺癌细胞里,引入了这种荧光蛋白,然后再将这些乳腺癌细胞注射到小鼠尾巴上的静脉中。如果这些癌细胞在小鼠身体里的某一个部位发生转移,也就是停下来生长成肿瘤,那么我们就能很清楚地看到附近的健康细胞被“染上”荧光。


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▲一种特殊的荧光蛋白能让我们看到癌症如何发生转移


研究非常成功!尽管注射的部位是在尾巴,尽管注射的细胞是乳腺癌细胞,但在小鼠的肺部,科学家们清楚地看到了荧光。也就是说,这些癌细胞在肺部发生了转移。在这些癌细胞的附近,研究人员们把那些被“染上”荧光的健康细胞取了出来。它们在这个肿瘤微环境中,处于接触癌细胞的第一线。研究人员们想了解它们与癌症转移有啥关系。


后续的分析发现,癌细胞的周围主要是一种叫做“AT2细胞”的肺细胞,而且它们都具有一定的干细胞活性。这可是个非常令人感到意外的结果。为什么这样说呢?原来在肺部,绝大部分AT2细胞是没有干细胞活性的。那为啥转移癌细胞周围的AT2细胞具有干细胞活性呢?研究人员们做出了两个解释:第一个解释认为癌细胞比较“挑食”,会专门寻找那些具有干细胞活性的细胞,然后进行转移。第二个解释是认为癌细胞会“毒害”周围的细胞,让它们具有干细胞的活性。


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▲在显微镜下,我们可以看到癌细胞如何“毒害”周围细胞(绿色标记的是癌细胞,红色的是特殊的荧光蛋白。那些被“毒害”的细胞看起来只有红色,没有绿色)


通过一项实验,科学家们发现第二种解释是正确的——癌细胞果然会不断毒害周围的健康细胞。在细胞培养实验里,只要有癌细胞存在,AT2细胞就会表现出干细胞的活性。而且,这些细胞还会反过来促进癌细胞的增殖,可以说是形成了一个癌症转移和肿瘤生长的恶性循环!


《自然》杂志对这项研究有着非常高的评价。除了让它登上封面之外,还在同期杂志中特地配上了论文解读。论文解读里提到,科学家们依然不知道为啥有些癌细胞会倾向性地转移到特定的器官(比如前列腺癌容易转移到骨头,乳腺癌容易转移到肺部)。而这支英国团队开发的方法“很有希望”回答这个关键问题。


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▲《自然》杂志的论文解读指出,这项工具能让我们更好地了解癌症转移


畅想未来,如果我们能在人类患者中搞清楚癌症转移的原理,就可以给癌症治疗带来“重要的积极影响”。《自然》的解读中指出,癌细胞有非常多的突变,所以很难开发一种药物,将它们一网打尽。但是如果我们能反过来抑制它们的转移,不但能在癌症发病早期更好地控制病情,还能大大减少药物的开发难度。这是因为癌细胞的转移依赖于周围的健康细胞,而这些健康细胞里头没有多少突变,更容易通过药物进行控制。


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研究背景


癌症是一种非常可怕的疾病。得上癌症不但会击垮患者的生理与心理,还会给家庭带来非常高昂的经济负担。在很多小说和电影里,都有为了治病,不得不卖掉自己居住几十年的房子的桥段。然而倾家荡产的结果,也往往只能换来人财两空,家破人亡的悲惨结局。


癌症为什么如此致命?其实背后很大的一个原因在于癌症的转移。这是指肿瘤细胞会离开最初的发病位置,跑到身体里的其他地方继续生长。很不幸,虽然我们知道癌症转移有那么大的危害性,但它究竟是怎么发生的,科学家们知道得还非常少。


大多数类型的癌症是致命的,因为肿瘤细胞离开了它们生长的主要部位,并发生了转移。癌细胞是否会转移不仅取决于细胞本身,还取决于远处被称为转移生态位(metastatic niche)的微环境。


在转移生长的早期阶段,癌细胞产生一个局部肿瘤微环境(转移生态位),这与正常组织结构不同,是支持肿瘤细胞转移生长的关键。


转移生态位可是说是适宜肿瘤细胞生长的沃土,但只有一小部分癌细胞能到达那里并成功地生存和增殖下去。然而,辅助肿瘤细胞在次生部位生长的早期过程仍不为人所知,部分原因是缺乏合适的工具来分析这些事件。


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