一种阻止癌细胞杀死健康邻居的新方法

细胞
资料来源:CC0公共领域

癌细胞如此强大地对抗人体的自然防御系统的原因之一是,它们实际上是人类细胞,因此它们不仅有欺骗人体防御和维护系统的先天机制,甚至还能劫持它们。因此,发现癌细胞的全套“诀窍”是对抗癌症的关键。

葡萄牙里斯本Champalimaud未知中心的首席研究员Eduardo Moreno在这个方向上迈出了重要的一步,他发现了一种新的“技巧”:一种细胞竞争机制,他将其命名为“适合度指纹”。

“我们首先在模型动物身上发现了这种‘适应度指纹’机制黑腹果蝇(常见的果蝇),在2010年,现在,在这项发表在杂志上的新研究中自然我们能够证明它也存在于人类体内,并且阻止它可以阻止人类癌症的生长莫雷诺说。

坏邻居

莫雷诺和他的团队发现,体内邻近的细胞在不断评估彼此的细胞通过使用每个细胞在其表面显示的特殊标记。莫雷诺解释说:“我们发现实际上有两种类型的标记:一种是‘赢’的适合度指纹,这意味着细胞年轻健康;另一种是‘输’的适合度指纹,这意味着细胞老化或受损。”“如果一个细胞比它的邻近细胞更不健康,这意味着它要么赢的少,要么输的多,那么它们就会消灭它,从而确保整个组织的健康和完整。”

根据莫雷诺的说法,他的团队发现这个过程对正常发育、受伤后的组织再生和防止过早衰老很重要,但它也可能被劫持

癌细胞利用这些健康指纹把自己伪装成超级健康细胞,这些细胞表面的Win健康指纹(比健康细胞)相对更多。相比之下,这使得癌细胞周围的正常细胞显得不那么健康。通过这种方式,癌细胞欺骗健康的邻居,导致它们的死亡,从而破坏组织,为肿瘤扩张腾出空间。”

当Moreno的团队在果蝇中发现适应度指纹时,并不知道这种细胞竞争机制是否会在人类中保持保守,因为不同的动物可能会使用不同的策略来检测不需要的细胞。事实上,莫雷诺怀疑这个机制可能不是守恒的。

“健康指纹可能非常有用,但它们也有很大的患癌风险,因为它们会使肿瘤更加活跃。这样的权衡对于果蝇这样寿命较短的动物来说是可以接受的,但是对于人类这样寿命较长的动物来说,这可能太冒险了。”然而,在对人类癌细胞进行一系列实验后,他们发现我们人类毕竟拥有这种双刃剑机制。

人类癌症的适应度指纹

以查明是否两位实验室的研究人员Rajan Gogna和Esha Madan进行了一系列的实验,以了解健康指纹的表达以及它们是否与癌症有关。他们首先确定了人类基因组中编码健康指纹的基因。一旦基因被识别出来,他们发现它实际上编码了四种不同类型的适合度指纹:两种类型的获胜适合度指纹和两种类型的失去适合度指纹。

接下来,为了观察适应度指纹是否会影响癌症的生长,研究小组分析了这四种类型在不同类型组织中的表达:恶性癌症(乳腺癌和结肠癌),(乳腺和结肠)、肿瘤邻近组织和正常组织。

他们的分析揭示了几个惊人的发现:在正常组织中,Win的表达总体上相当稀少,而Lose的表达甚至更低。相比之下,Win在所有肿瘤中的表达均显著升高,其中恶性肿瘤的表达高于良性肿瘤。

但更令人担忧的是,肿瘤似乎正在将邻近组织表现出的适应性水平转变为自身的优势:“与正常组织相比,肿瘤邻近组织中Lose的表达明显更高。此外,恶性肿瘤周围组织的Lose水平高于良性肿瘤周围组织。”“事实上,进一步的统计分析表明,邻近组织中Win In cancer和Lose的表达水平可以准确预测恶性肿瘤86.3%的时间。”

在寻找潜在疗法的路上

该团队的研究结果有力地表明,肿瘤中Win指纹的高表达,与周围组织中Lose指纹的高表达相关联,是肿瘤生长的先决条件。所以他们决定测试阻止这种机制的效果。为了做到这一点,他们将人类肿瘤移植到小鼠体内,并消除(或取消)适合度指纹的表达。

结果是令人鼓舞的:“我们发现这种操作显著减少了肿瘤的体积,表明它降低了肿瘤对宿主的破坏力.然而,这种方法本身并不能消除只会减缓他们的进步”,马丹解释道。

接下来,为了测试这种方法的全部治疗潜力,研究小组决定结合阻断指纹在化疗中的表达。这种双管齐下的方法非常成功:“我们能够进一步减少,甚至在某些情况下完全消除肿瘤的发生!”Gogna说。

根据莫雷诺的说法,这是另一个基于好奇心的基础研究,最终对人类健康产生重要影响的例子。“当我们开始研究果蝇的细胞竞争时,我们把它作为一个基本的生物学问题来解决:组织如何消除存活但不理想的细胞。从那里到潜在的癌症疗法似乎是一个几乎不可能的发展,但这就是研究工作的方式;你从好奇开始,想知道事物是如何工作的,从那里开始,有时你会发现自己走在潜在的新疗法的道路上。”

下一步,Moreno的团队计划更深入地研究这一机制,同时继续与临床医生合作开发未来的癌症药物。“这些发现非常鼓舞人心,但它们仍处于初步阶段,我们还需要几年时间才能利用它们来帮助人类他总结道。


进一步探索

Slug是一种干细胞调节剂,通过促进DNA损伤的修复来保持乳腺细胞的健康

更多信息:花异构体促进癌症的竞争性生长,自然(2019)。DOI: 10.1038 / s41586 - 019 - 1429 - 3
期刊信息: 自然

Champalimaud未知中心提供
引用:一种阻止癌细胞杀死健康邻居的新方法(2019,7月24日),检索自2021年6月17日//www.pyrotek-europe.com/news/2019-07-cancer-cells-healthy-neighbors.html
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