腫瘤細(xì)胞使用新發(fā)現(xiàn)的機(jī)制從鄰居征服領(lǐng)土
盡管進(jìn)行了數(shù)十年的癌癥研究,但是將少數(shù)異常細(xì)胞的外觀與臨床上可檢測的腫瘤塊形成聯(lián)系起來的腫瘤進(jìn)展的早期階段仍然知之甚少。先前提出,某些突變可以給細(xì)胞子集提供競爭優(yōu)勢,使其能夠殺死并替換它們的鄰居,從而引發(fā)癌性腫瘤。然而,圍繞這種競爭基礎(chǔ)的機(jī)制尚不清楚。來自巴斯德研究所和Champalimaud未知中心的研究人員剛剛發(fā)現(xiàn)了一種新的機(jī)制,可以解釋腫瘤細(xì)胞如何消除其鄰居并擴(kuò)散到全身。
在兩年前發(fā)表的一項(xiàng)研究中,來自Champalimaud未知中心的Eduardo Moreno和巴斯德研究所的Romain Levayer發(fā)現(xiàn)了一種先前未知的細(xì)胞之間的競爭形式,他們稱之為機(jī)械競爭。“在正常發(fā)育過程中,例如,有些階段組織過度擁擠,然后一些細(xì)胞被淘汰,”莫雷諾說。“但據(jù)認(rèn)為,這些細(xì)胞被活細(xì)胞擠出擠出了過度擁擠的組織,這意味著它們會(huì)爆發(fā)出來。”
該團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)事實(shí)并非如此。細(xì)胞未從組織中活躍地?cái)D出。相反,他們被一種以前不為人知的競爭形式所激活。“當(dāng)我們阻斷程序性細(xì)胞死亡途徑時(shí),這些細(xì)胞實(shí)際上會(huì)壓縮和壓縮,但它們不會(huì)死亡,也不會(huì)被擠壓。那時(shí)我們才意識到必須有一種不同類型的競爭,一種機(jī)械的競爭,其中細(xì)胞以某種方式感受到越來越大的身體壓力并用它來消滅他們的鄰居,“Moreno和Levayer解釋道。
在這項(xiàng)于2018年12月13日發(fā)表在科學(xué)雜志“ 當(dāng)代生物學(xué) ”上的新研究中,研究人員更進(jìn)一步,確定了導(dǎo)致壓縮細(xì)胞被消除的分子機(jī)制。為此,他們選擇專注于上皮組織,例如那些形成皮膚和消化系統(tǒng)的組織。“上皮是我們體內(nèi)最常見的組織。它由多層細(xì)胞組成,形成隔離內(nèi)部和外部的屏障,”Levayer解釋說。“大多數(shù)人類腫瘤(大約90%)來自上皮細(xì)胞。”
研究人員利用果蠅上皮細(xì)胞作為模型系統(tǒng)和生物學(xué)與物理學(xué)相結(jié)合的工具,發(fā)現(xiàn)內(nèi)部細(xì)胞通路稱為EGFR / ERK,一種眾所周知的細(xì)胞存活調(diào)節(jié)因子,受機(jī)械應(yīng)力調(diào)節(jié)。
具體而言,他們發(fā)現(xiàn)當(dāng)健康細(xì)胞被腫瘤細(xì)胞壓縮時(shí),首先健康細(xì)胞中促存生存的EGFR / ERK信號減少,然后它們死亡。重要的是,當(dāng)在壓縮的健康細(xì)胞中人工激活相同的途徑時(shí),它們的消除被阻止并且腫瘤細(xì)胞的擴(kuò)張減慢。
為什么在這種機(jī)械競爭中腫瘤細(xì)胞會(huì)對抗健康細(xì)胞?它原則上可以采用任何一種方式,因?yàn)樗鼈兌际艿较嗤耐饬Αoreno解釋說,腫瘤通常具有阻斷自身消除途徑的優(yōu)點(diǎn)。“這是癌癥的標(biāo)志之一,”他指出。“除了它們更具增殖性外,它們還具有所有這些凋亡(自我消除)途徑的突變,因此它們更能抵抗死亡。”
總之,這些結(jié)果使得EGFR / ERK途徑成為機(jī)械競爭起作用的重要細(xì)胞機(jī)制的主要候選者,并且表明其在未來臨床應(yīng)用中可能的作用。
“確定感知變形并觸發(fā)細(xì)胞消除的途徑是向前邁出的重要一步。它表明,通過阻止這種途徑的激活減少來阻止腫瘤周圍的健康細(xì)胞的消除,可能是阻止腫瘤生長的新治療策略。并在未來降低癌癥發(fā)病率,“Levayer總結(jié)道。未來的工作將有助于找出這種機(jī)制的一般性以及它是否在哺乳動(dòng)物中保守。這一觀察結(jié)果也可能對理解我們的組織在胚胎發(fā)生過程中是如何形成以及如何調(diào)節(jié)它們的大小和形狀產(chǎn)生影響。
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