近日,约翰霍普金斯大学细胞生物学家已经确定了一类独特的乳腺癌细胞,其在肿瘤侵袭进入周围组织过程中充当“先锋部队”。因为侵袭是癌症转移致命过程的第一步,研究人员说,他们有可能找到了癌症转移过程中的薄弱环节,以及癌症治疗可能的新靶标。其结果发表在《Cell》杂志上。
约翰霍普金斯大学医学院细胞生物学助理教授Andrew Ewald博士说:转移是大多数乳腺癌患者的致命威胁,我们已经找到了一种方法在小鼠体内停止该过程。在转移发生前,肿瘤组织边缘的单个细胞被称为“先锋”细胞或“领导者”细胞,会向外突出侵袭到周围组织。如果条件合适,领导者细胞充当“导游”,许多肿瘤细胞跟在后面。
当细胞迁移到一个新的组织,例如肺部,就会创建一个新的肿瘤位点,发生转移。知道一些肿瘤细胞可能比其他肿瘤细胞更侵袭性后,Ewald团队在实验室中用特殊的3-D胶模拟乳腺癌患者肿瘤周围环境,来培养小鼠肿瘤细胞。Kevin Cheung医学博士观察到癌细胞渗入凝胶组中,并且有一些细胞在侵袭前断,其余的细胞跟在后面。
Cheung搜索了存在于领导者细胞中的蛋白质,他们发现一种蛋白,细胞角蛋白14或K14,该蛋白几乎在所有的领导者细胞中都存在,但在肿瘤的非侵袭细胞中非常罕见。当研究小组观察其他类型乳腺癌老鼠的肿瘤细胞后,一些更容易发生侵袭的“领导者”细胞都含有K14。
研究小组随后用3-D凝胶培养10例乳腺癌患者来源的乳腺肿瘤细胞,发现领导者细胞在这些人类肿瘤中也包含K14。研究表明,乳腺癌所有类型中最具侵袭性的细胞都表达K14,Cheung说,现在,我们需要学习如何消除乳腺癌患者中的这些领导细胞。
K14是一种蛋白质,有助于形成多种细胞类型的内部“骨架”,帮助他们继续运动前移。虽然它在领导者细胞中的存在提示其似乎有可能参与侵袭过程中,但研究者进一步实验,以确定它对于侵袭是否是必不可少的,还是只是巧合。
研究人员取出小鼠乳腺癌的乳腺肿瘤细胞,将其分成实验组和对照组。两组肿瘤细胞暴露在病毒(已被重新编程能携带遗传物质碎片进入肿瘤细胞内)下。实验组细胞接收遗传物质以防止K14的生产,对照组细胞接受一种不影响细胞的遗传物质处理。然后两组肿瘤细胞,移植到健康小鼠中,实验性肿瘤细胞在小鼠一侧,对照组肿瘤细胞在同一小鼠的另一侧。
肿瘤生长一段时间后,研究人员取出并检查它们。正如预期的那样,在对照组中,领导者细胞确实存在,包含K14,侵袭到正常组织很明显。在实验性肿瘤细胞中,其细胞不表达K14,肿瘤组织边界光滑,基本上没有侵袭发生。
Ewald说,我们仍然需要几年的时间才能够利用这些资料来帮助乳腺癌患者,幸好我们现在知道哪些肿瘤细胞是最危险的,而且我们知道致谢细胞侵袭所依靠的核心蛋白质。同时,他还指出,K14存在于许多其他器官内的细胞中,使K14或许在其他类型的癌症也起到类似的作用。