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癌细胞通过这些变化转移和逃脱追杀

研究人员发现,除了有正常肺组织中发育成熟的细胞外,还有两种发育“原始”的细胞,它们与组织再生有关。

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全世界范围内,癌症是威胁人类健康的一大杀手。而癌症的一个重要致命特征是癌细胞扩散转移的能力。事实上,超过90%的癌症患者是因为癌症转移而去世。

最近,美国纪念斯隆-凯特琳癌症中心(Memorial Sloan Kettering Cancer Center)和威尔·康奈尔医学院(Weill Cornell Medicine)的一支科学家团队,在针对原发性肺癌和转移性肺癌的研究中,发现了癌细胞在扩散并逃避免疫细胞追杀时发生的重要变化,让我们对癌症的转移有了更深入的了解。研究结果发表在《自然》旗下子刊Nature Medicine。

研究人员从肺癌患者身上取得了17份样本,分别来自肺部的原发灶、转移灶,以及作为对照的正常肺组织,可代表肿瘤进展的各个阶段。他们采用单细胞RNA测序(scRNAseq)技术,对这些样本的40000多个细胞进行测序,测出每一个细胞各有哪些基因正在表达,并利用先进的计算方法对海量数据展开分析。得到的结果清楚地显示,原发瘤中的细胞类型与转移瘤的细胞类型有明显差别。

▲对患者样本的细胞进行单细胞RNA测序(图片来源:参考资料[1])

在原发瘤中,研究人员发现,除了有正常肺组织中发育成熟的细胞外,还有两种发育“原始”的细胞,它们与组织再生有关。当肺部出现损伤,比如因为吸入油烟或抽烟,这两种分化程度较低的细胞会参与组织修复。

而在转移瘤中,大部分细胞则退回到更原始的状态,也就是更接近胚胎发育时的干细胞特征。研究人员推测,分化程度更低让这些转移性细胞更容易在新的位置重启生长。“转移到肺部的癌细胞采取了胚胎发育程序,并模拟器官形成的过程。”通讯作者之一Dana Pe’er博士说,“从这个角度来看,癌症转移可以看作在错误位置生长的畸形器官。”。

▲肺发育和修复时涉及的关键上皮细胞类型和相关转录因子,SOX2和SOX9与特定类型的细胞发育有关(图片来源:参考资料[1])

在肺部的各类细胞中,研究人员注意到一个关键的线索:SOX2和SOX9。这两个转录因子对肺的发育非常重要,但在出生后,除了修复损伤的情况外,肺部很少还有细胞保留这两个转录因子的表达。然而,研究人员观察到,转移灶中刚启动生长的肿瘤细胞开启了SOX2的表达,更成熟的转移瘤则富含表达SOX9的细胞。

进一步在转移性肺癌小鼠模型上的分析显示,这两种转录因子的表达关系到肿瘤细胞的生死。具体来说,开启SOX2的肿瘤细胞在分裂时,很容易被免疫系统中的自然杀伤(NK)细胞检测到,并被NK细胞摧毁。相反,打开了SOX9的癌细胞可以躲开NK细胞。换言之,转移的癌细胞显示了强大的可塑性,到达新地方后必须很快转变基因表达,才能抵挡免疫系统的追杀。

反过来,这些发现也让科学家们开始思考对付癌症转移的新方法,比方说,专门针对那些转移后刚启动生长的癌细胞,把转移灶尽早扼杀。“而要摆脱致命的起始转移的癌细胞,很可能需要特异的新策略,与医生用来对付原发性肿瘤、对付成熟转移瘤的策略不尽相同。”研究作者说。


来源: 学术经纬

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来源:网络

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