当一个基因被关闭时，乳腺癌细胞不太可能扩散
新的研究表明，一种最近才与癌症联系起来的蛋白质对乳腺癌扩散的风险有重大影响，降低细胞培养和小鼠中这种蛋白质的水平，可以降低疾病扩散到初始肿瘤以外的可能性。
俄亥俄州立大学的医学和工程研究人员团队此前确定，通过修改单个基因来减少这种情况蛋白质乳房的水平癌症细胞降低了细胞迁移的能力肿瘤网站。
在该杂志上发表的一项新研究中《公共科学图书馆•综合》在美国，研究人员在动物身上也发现了类似的结果。研究表明，小鼠植入乳腺癌细胞缺乏这种蛋白质就会产生小的、自给自足的肿瘤，这些肿瘤由不离开肿瘤的细胞组成。相比之下，植入含有这种蛋白质的癌细胞的小鼠出现了更大、不规则的肿块，并显示出癌细胞已经侵入周围组织的迹象。
研究表明，减少这种被称为肌铁素的蛋白质的产生，主要通过两种方式影响癌细胞:通过改变许多参与转移的基因的激活，使其有利于正常的细胞行为;通过改变癌细胞的机械特性——包括它们的形状和入侵能力——使它们更有可能保持嵌套在一起，而不是离开去其他组织。
Myoferlin对分子过程和机械过程的影响乳腺癌细胞表明，诊断方法，甚至治疗最终可能会根据患者的情况量身定制蛋白质含量研究人员说，在肿瘤中检测到的细胞的机械特性。虽然临床应用仍需数年时间，但科学家们表示，双管齐下的方法来研究蛋白质的作用，扩大了其在诊断和治疗方面的潜在用途。
“从理论上讲，如果一个病人的肿瘤中肌铁素水平很低，它就会被定义为小肿瘤，外科医生可以切除它，而且它不会转移。这就是我们在沉默蛋白小鼠身上看到的肿瘤结节类型，”俄亥俄州立大学韦克斯纳医学中心妇产科教授、该研究的资深作者道格拉斯·克尼斯说。
Kniss和同事们使用了三阴性乳腺癌用于研究的细胞——由于其扩散的可能性，是最致命的乳腺癌形式之一。“由于三阴性细胞是最危险的，我们想知道这种蛋白质是否只与最危险的癌症类型有关，或者它是否更普遍。目前我们还不知道答案，”他说。
Kniss与合著者Samir Ghadiali(俄亥俄州立大学生物医学工程副教授)合作，研究这项工作的机械方面。了解蛋白质对基因的影响只是这个难题的一部分:物理和机械力对癌症进展的影响是一个新兴的研究领域，但仍然是一个新的领域。
“我们现在看到的是，这些机制将决定癌细胞是否能更快或更慢地迁移，是否能脱离。力学有可能成为一种更具体的诊断标记，”Ghadiali说。
在Kniss的实验室中，这种蛋白质在癌症中的作用是一个意外的发现，因为在他的团队进行这一研究之前，只有少数研究描述了这种联系。
“我们因为怀疑而有罪，”克尼斯说，他也是俄亥俄州立大学围产期研究实验室的主任。“所以我们决定敲除乳腺癌细胞中的肌铁素基因，而这些细胞却做出了奇怪的事情。他们入侵得不太好。”
这种细胞行为的核心是，单个基因的缺失如何改变数十个其他基因的激活水平，抑制与转移性疾病相关的基因，增加与正常组织相关的基因的活性。但是，在缺乏这种蛋白质的情况下，这些细胞也改变了形状和其他特性，从而降低了它们离开肿瘤的可能性——这一迹象表明，肌铁素不仅改变了癌细胞的基因，而且改变了细胞的机械特性。
在这项最新的研究中，研究人员分析了与正常乳腺癌细胞相比，肌铁素水平显著降低的乳腺癌细胞的各种机械变化。科学家们使用一种改良的病毒来传递RNA片段来阻断肌铁素基因。
当这种蛋白质存在时，这些开始呈圆形并以类似鹅卵石的模式粘在一起的细胞变得不规则，并倾向于以不协调的方式从肿瘤部位分离——这是转移的标志。它们也失去了“粘性”或粘附性，使它们更容易从邻近的细胞中分离出来。
相比之下，缺乏这种蛋白质的癌细胞倾向于保持它们通常的形状和粘性，如果它们有任何移动，它们就会聚集在一起——所有这些特征都会使肿瘤在手术切除时保持完整。
与力学相关的最令人惊讶的发现与细胞的硬度有关。关于转移性疾病的流行理论认为，转移性癌细胞必须是柔软的，或者像培乐多泥一样柔韧，才能在移动和侵入身体远处的位置时挤过组织、血管和更多组织。但是,肿瘤细胞含有正常水平肌铁素的细胞(容易迁移的细胞)被发现会变硬而不是变软，类似于硬化的模型粘土。
因此，新的想法是，在典型的转移性条件下，细胞必须在最初变硬，以便能够离开肿瘤，然后变软，以方便它们在体内的移动，Ghadiali说，他也是戴维斯心肺研究所的研究员。
“我们认为，缺乏肌铁素的细胞在肿瘤中变得更软，所以它们无法从物理上分离。因此，让原发肿瘤的细胞变软可能是防止转移的一种方法。”“这表明，在循环中看到更软的细胞意味着几乎太晚了。你已经得了某种严重的疾病了。”
这是俄亥俄州立大学研究小组发表的第三项相关研究。Kniss是最近五项关于肌铁素与癌症联系的研究的作者或同行评议者。
研究人员接下来将转向分析俄亥俄州立大学组织库中多种人类肿瘤类型样本中肌铁素的存在，这将使他们能够将肿瘤中的蛋白质水平与提供样本的患者的临床结果进行比较。
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