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《自然》:癌细胞有多坏?它可以让好细胞“叛变”

   肿瘤为什么会在体内到处转移生根?《自然》杂志封面推荐的一份新研究发现,癌细胞可以向周围传递蛋白质,让相邻健康细胞“叛变”,变成干细胞形式支持自己生长,作者称其为“腐化”。

  英国弗朗西斯·克里克研究所Ilaria Malanchi教授介绍,癌细胞可以离开它的主要生长部位,转移到身体远处的器官,威胁生命。癌细胞是否会成功转移不仅取决于自身,也取决于转移部位的生长环境,称为肿瘤微环境,会影响癌细胞的生长和扩散。

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  只有少部分到达新位置的癌细胞可以成功生存并增殖。目前,我们对转移部位癌细胞生长的早期过程知之甚少——身体每个部分都有着稳定的细胞生态,为什么癌细胞就可以定居并且侵犯周围细胞生长呢?

  Malanchi介绍,本项研究我们利用新的实验室技术,被称为彩色癌症标记技术,癌细胞被工程改造后可释放一种穿透细胞的荧光蛋白。这种蛋白可被临近的细胞吸收,这些颜色标记的细胞可以被识别,与其他没有与肿瘤接触的细胞进行对比。我们可以更精准地研究肿瘤微环境中细胞的变化,有助于理解它们与肿瘤生长和转移之间的关系,以此制定治疗该疾病的治疗策略。

  本次实验就在老鼠身上播种了转移性乳腺癌细胞,研究它在肺部的转移过程。如图所示,转移性的乳腺癌细胞被蛋白标记为黄色,而它可以影响周围的健康细胞,这些细胞被其“腐化”标记为红色,而未接触的健康细胞显示为白色。可见,红色面积将越来越大。

  Malanchi说,肺部的标记细胞具有了干细胞样的特征,与其他健康肺细胞有所不同。他们把标记细胞与肿瘤细胞混合进行三维空间培养时,发现这些细胞可以支持肿瘤生长,证明它们有助于癌症转移。也就是说,癌细胞把周围细胞“腐化”了,将其变成了适于维持自身生存扩展的环境。

  这些邻近的细胞包括免疫细胞,研究发现原本应该杀伤癌细胞的免疫细胞反而有助于乳腺癌细胞在肺部的定居。

  Malanchi与Wellcome-MRC干细胞研究所的Joo-Hyeon Lee教授合作,将这些“叛变”的干细胞进行培养,他们成功地将其培养形成了一个“微型肺”。微型肺主要由排列在肺泡上的肺泡上皮细胞组成,可发生气体交换;而肿瘤微环境的标记细胞可形成具有更广泛细胞类型的微型肺。

  Lee说,癌细胞周围的细胞接收了癌细胞的蛋白质后被“腐化”了,“叛变”成为了不同的细胞类型,脱离人体控制野蛮生长。这可以证明,癌细胞会对其他细胞产生强大影响,从而有益于自己的生存与扩散。这一点是可怕的,也开辟了一条新的道路,我们可以更深入地了解癌症引发的局部变化,从而研究抵抗癌症生存、传播和发展。同时,这一作用的发现并不局限于癌症研究,通过彩色标记技术的方法,科学家还能够研究体内不同细胞类型间的相互作用规律,有进一步的研究价值。

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