乳腺癌细胞在转移过程中“粘在一起”并在体内扩散

2020-12-16 236癌症

乳腺癌细胞在转移过程中“粘在一起”并在体内扩散。约翰-霍普金斯金梅尔癌症中心的研究人员发现,一种细胞粘附蛋白E-cadherin允许乳腺癌细胞在体内旅行时存活并形成新的肿瘤,这一过程被称为转移。他们通过实验室实验和小鼠模型获得的结论,有助于解释最常见形式的乳腺癌--侵袭性导管癌的转移是如何发生的。E-cadherin似乎限制了癌细胞内的分子压力,使它们能够存活足够长的时间形成新的肿瘤。这一发现在线发表在9月4日的《自然》杂志上,可能会带来防止患者乳腺癌复发的新方法。

研究背景

"以前,研究人员认为,癌细胞为了转移而失去E-cadherin是必不可少的,"研究负责人Andrew Ewald博士说,他是约翰霍普金斯金梅尔癌症中心细胞生物学教授和癌症入侵和转移项目的联合主任。"这很难与患者的乳腺肿瘤通常继续表达E-cadherin的事实相协调。我们的研究旨在测试该蛋白在转移过程中的作用。"

他说,绝大多数乳腺癌和其他癌症的死亡是由转移引起的,因此,预防转移是一个至关重要的癌症研究目标。

在科学上,转移的特点是有许多独立的阶段,包括癌细胞侵入健康的乳腺组织,逃离原发肿瘤,进入血管内并存活,退出新的器官,然后存活并在远处的器官(如肺部)播种新的肿瘤。

癌细胞在转移的早期就脱离了原发肿瘤,很多研究都集中在癌细胞如何通过蛋白E-cadherin在分子水平上粘在一起。在某些癌症中,例如一种被称为浸润性小叶癌的乳腺癌,消除E-cadherin的基因突变似乎是发生转移的关键。

然而,其他类型的癌症--如侵袭性导管癌,最常见的乳腺癌形式,占所有乳腺癌诊断的80%以上--保留了这种蛋白质,甚至过度表达,科学家无法解释这种差异。

乳腺癌细胞在转移过程中“粘在一起”并在体内扩散

为了研究这种差异,Ewald和他的同事在三种侵袭性导管癌的实验模型中测试了E-cadherin的作用,这些模型代表了人类乳腺癌的常见亚型:腔隙性、基底性和三阴性乳腺癌。这些亚型具有不同的基因表达模式和不同的患者平均结果。

首先,他们测试了E-cadherin在癌症入侵过程中的作用。在所有三种模型中,E-cadherin基因的丢失极大地增加了癌细胞侵入健康组织的能力。例如,在一个小鼠模型中,制造E-cadherin的肿瘤沿着6%的肿瘤边界入侵,而没有E-cadherin的肿瘤则沿着82%的边界入侵。

然而,在实验室实验和动物模型中,失去E-cadherin破坏了所有三个乳腺癌模型中转移的每一个其他生物阶段。没有E-cadherin的细胞在迁移时迷失了方向,在离开原发肿瘤后的每一步都大量死亡。Ewald报告说,少数设法迁移和生存的细胞没有在新的器官中增殖,也很少形成新的肿瘤。

研究结果

"好消息是,"他说,"我们的研究揭示,即使在理想的实验室环境中,转移的过程似乎也是极其低效的。" 研究表明,大约99%离开原发肿瘤的细胞会死亡,永远不会形成新的肿瘤。

乳腺癌细胞在转移过程中“粘在一起”并在体内扩散,该研究结果表明,乳腺癌细胞需要粘性连接才能生存,并最终扩散并杀死患者。"我们未来的研究旨在了解如何针对E-cadherin相关的生存信号,防止转移形成,从而挽救患者的生命。"Ewald说。

引用

Johns Hopkins Medicine. "Breast cancer cells 'stick together' to spread through the body during metastasis." ScienceDaily. ScienceDaily, 10 September 2019. www.sciencedaily.com/releases/2019/09/190910134313.htm.

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