研究人员找到了阻止小鼠乳腺癌转移的方法

约翰霍普金斯大学的细胞生物学家已经发现了一类独特的乳腺癌细胞,它们会导致周围组织的入侵过程。由于入侵是癌症转移的致命过程的第一步,研究人员说,他们可能已经发现了癌症盔甲的一个薄弱环节和一个可能的新治疗目标。他们的研究结果摘要将于12月12日在线发表在该杂志上。
约翰·霍普金斯医学院细胞生物学助理教授安德鲁·埃瓦尔德博士说:“转移是对乳腺癌患者的最大威胁,我们已经找到了一种方法来阻止小鼠转移过程的第一部分。”
埃瓦尔德说,在转移发生之前,肿瘤边缘的单个细胞(称为先导细胞)会在周围组织中形成突起,就像有人在决定进一步冒险之前先把脚趾伸进水里试试水一样。如果条件合适,领导细胞充当向导,许多肿瘤细胞跟在后面,当它们逃离肿瘤的界限进入健康组织时。当细胞成功地迁移到一个新的位置——比如肺——并在那里安家,形成一个新的肿瘤时,就会发生完全转移。
从肿瘤中的一些细胞可能比其他细胞更具侵袭性的想法开始,Ewald的团队在实验室里用特殊的3-D凝胶培养小鼠肿瘤,模仿人类乳房肿瘤周围的环境。埃瓦尔德实验室的医学肿瘤学研究员凯文·张(Kevin Cheung)博士观察到,癌细胞成群地渗透到凝胶中,少数细胞在前面,其余细胞在后面。
为了寻找在起始细胞中看到的明显的“领导”的分子原因,Cheung寻找了在领导细胞中独特存在的蛋白质。他们发现了一种蛋白质,细胞角蛋白14 (K14),它存在于几乎所有的领导细胞中,但在肿瘤的非侵入性部分非常罕见。当研究小组观察患有其他类型乳腺癌的小鼠的肿瘤时——一些更容易侵袭,另一些则不那么容易侵袭——所有的领导细胞都含有K14。肿瘤侵袭性越强,携带K14的细胞就越多。
研究小组随后在3-D凝胶中培养了10名乳腺癌患者的乳腺肿瘤,发现这些人类肿瘤中的领导细胞也含有K14。“我们的研究表明,在所有类型的乳腺癌中,乳腺肿瘤中最具侵袭性的细胞都表达K14,”Cheung说。“现在我们需要学习如何从患者的乳腺肿瘤中消除这些领导细胞。”
K14是一种蛋白质,帮助形成许多细胞类型的内部“骨架”,赋予它们结构并帮助它们移动。尽管它在领导细胞中的存在使其参与入侵过程看起来很有可能,但研究人员进行了进一步的实验,以确定它对入侵过程是必要的还是仅仅是巧合。
研究人员从患有乳腺癌的老鼠身上取出乳腺肿瘤,并将它们分为实验组和对照组。每组肿瘤都暴露于病毒中,这些病毒经过重新编程,将遗传物质片段携带到细胞中。实验组接受旨在阻止K14产生的遗传物质;对照组得到了不影响细胞的遗传物质。然后将两组肿瘤移植到健康小鼠体内,同一只小鼠的一侧是实验性肿瘤,另一侧是对照肿瘤。
让肿瘤生长一段时间后,研究小组将其切除并进行检查。正如预期的那样,在对照组中,存在领导细胞,含有K14,并领导着正常组织的猛烈入侵。在没有K14的实验肿瘤中,肿瘤边界光滑,基本没有发生侵袭。
“我们还需要几年的时间才能利用这些见解来帮助乳腺癌患者,但我们现在知道哪些肿瘤细胞是最危险的,我们知道它们依赖的一些蛋白质来完成它们的肮脏工作,”Ewald说。“只有少数领导细胞就足以启动转移过程,它们需要K14来引导侵袭。”
他还指出,K14存在于许多其他器官的细胞中,因此K14可能在其他类型的癌症中起着类似的作用。
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