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这个蛋白少了会让肿瘤疯长!

2019-09-06 09:32:59  来源:学术经纬

最近,《自然》杂志报道了不少关于癌症的研究。上周,学术经纬团队分享了一则癌症研究的重要突破——通过荧光标记,科学家们能够看清癌细胞如何“腐蚀”周边的健康细胞,发生转移。今天,我们又读到了一篇关于癌症转移的最新论文,它深刻揭示了癌症转移的复杂性,并提醒我们,在攻克癌症的道路上,我们还有很长的路要走……

先来聊聊癌症。我们知道,癌症的发展就好像是一个熊孩子长大一样,会分成不同的阶段。在早期,癌细胞会疯狂生长,侵入和传播(invasion and dissemination)到组织内,在身体里形成肿瘤。到了晚期,癌细胞则会发生转移(metastasis),跑到身体的其他器官里落地生根,形成新的病灶。现在的医学知识告诉我们,一旦癌症发生了转移,患者的生命就岌岌可危。

可是,癌细胞在一个地方长得好好的,它为啥会发生转移呢?过去的很多科学家相信,这与一种叫做E-cadherin(E-钙粘蛋白)的蛋白质有关。从功能上看,它负责把不同的细胞“粘”在一起。如果癌细胞能够减少这种钙粘蛋白的表达,就会变得更有“活动性”,也更容易发生转移。

 ▲《自然》也对这项研究做了专文评述(图片来源:参考资料[2])

▲《自然》也对这项研究做了专文评述(图片来源:参考资料[2])

不过,科学家们也观察到了一些例外——在一种叫做“乳腺导管癌”的癌症中,发生转移的癌细胞,里头的E-钙粘蛋白含量可不少。这是为啥呢?有科学家解释说,这是因为癌细胞慢慢地又把自己“粘”回到了一起。

这听起来是个合理的解释,但没有让所有人感到信服。为了寻找其他原因,来自美国知名的约翰霍普金斯大学(Johns Hopkins University)的一支团队在人类癌细胞和小鼠模型中进一步探索了E-钙粘蛋白的功能。首先,他们发现,减少细胞里的这种蛋白,的确可以让肿瘤展现出疯狂的侵袭性。

▲带有E-cadherin的肿瘤组织虽然会入侵周围,但速度并不算快(图片来源:参考资料[1])

▲带有E-cadherin的肿瘤组织虽然会入侵周围,但速度并不算快(图片来源:参考资料[1])

 ▲减少了E-cadherin后,肿瘤组织开始疯长,变得更有侵袭性(图片来源:参考资料[1])

▲减少了E-cadherin后,肿瘤组织开始疯长,变得更有侵袭性(图片来源:参考资料[1])

然而在小鼠实验里,意想不到的事情发生了。研究人员们在小鼠体内注射了癌细胞,想看看这些细胞会如何生长和转移。出乎他们预料的是,无论是最初形成的肿瘤,还是通过转移形成的肿瘤,甚至是正在血液里发生转移的癌细胞,许多细胞的E-钙粘蛋白并不少。

在《自然》杂志的专文评述中,作者们指出这一发现“令人惊讶”,原因在于“从未有人发现E-钙粘蛋白能够协助转移的癌细胞,让它们更容易生存”。

▲表达E-cadherin蛋白的癌细胞(紫色)更容易转移,这与之前的理论有矛盾之处(图片来源:参考资料[2])

▲表达E-cadherin蛋白的癌细胞(紫色)更容易转移,这与之前的理论有矛盾之处(图片来源:参考资料[2])

研究人员们也在论文里揭示了这一反常现象背后的机理。原来,缺乏E-钙粘蛋白的癌细胞,虽然更容易发生疯长,却也会更容易发生“细胞凋亡”。也就是说,如果这种蛋白的水平不足,癌细胞虽然更容易发生转移,却也更容易死亡。综合之下,它们成功转移的能力其实出现了下降。

▲缺乏E-cadherin蛋白的癌细胞(黄色方框内)会出现细胞凋亡(图片来源:参考资料[1])

▲缺乏E-cadherin蛋白的癌细胞(黄色方框内)会出现细胞凋亡(图片来源:参考资料[1])

这项研究向我们揭示了E-钙粘蛋白的功能复杂性。在不同的情况下,它扮演了不同的角色。如果没有生存压力,癌细胞就会减少这种蛋白的表达,让自己更具侵袭性,从而促进癌细胞在局部疯狂生长。如果存在生存压力,癌细胞就会多表达这种蛋白,让自己活下去。这其实就给科学家们带来一个两难——我究竟该怎么治疗?

《自然》的专文评述最后给了我们一个答案:两害相权取其轻。相比在癌症转移后再治疗,宁可预防它们在一开始就发生转移。为此,我们需要更好地了解E-钙粘蛋白的调控机制,这样才有机会找到癌症转移过程中的“软肋”,带来抑制癌症转移的好方法。

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