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Nature Communications:破壞侵襲性肺癌細胞“共生性”將是阻斷肺癌擴散的關鍵

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摘要:當癌細胞從腫瘤分裂成致命的轉移瘤時它們被認為是以群集或包裝形式傳播這種現象被稱為集體侵襲埃默里大學血液研究所的科學家們已經了解到入侵性組織的成員并不完全相同科學家在自然通訊上報道構成侵入性包裝的肺癌細胞具有作為領導者和追隨者的特殊作用這些作用依賴于彼此的流動和生存資深作者博士

 

Nature Communications:破壞侵襲性肺癌細胞“共生性”將是阻斷肺癌擴散的關鍵

 

當癌細胞從腫瘤分裂成致命的轉移瘤時,它們被認為是以群集或包裝形式傳播,這種現象被稱為集體侵襲。埃默里大學血液研究所的科學家們已經了解到,入侵性組織的成員并不完全相同。

科學家在“自然通訊”(Nature Communications)上報道,構成侵入性包裝的肺癌細胞具有作為領導者和追隨者的特殊作用,這些作用依賴于彼此的流動和生存。

資深作者Adam Marcus博士,Winship癌癥研究所和埃默里大學醫學院血液學和腫瘤學教授說,領導者和追隨者之間的差異及其相互依賴關系可能是未來旨在減少或預防癌癥轉移的治療關鍵。

他說:“我們發現領導者和追隨者細胞具有共生關系,依靠每個的生存和入侵。” “因為轉移性侵襲是癌癥最致命的一面,我們的目標是找到破壞共生關系的藥物。”

Marcus和前研究生Jessica Konen博士開始觀察一種大量的肺癌細胞在嵌入3-D蛋白凝膠中的行為。細胞通常與領導細胞在尖端粘在一起,但偶爾,幾個細胞從觸角伸出群體。

“我們看到當領導細胞變得脫離或意外死亡時,追隨者就不能再動了,”現作為安德森醫學博士后的科恩說。 “在一部特別的電影中,我們看到一個領導細胞離開了其余的細胞,然后似乎意識到沒有“人”人跟著他,他實際上做了一個180,并回去抓住細胞跟隨他。

分離領導者和追隨者的SaGA

為了研究使領導和跟隨細胞彼此不同的原因,Marcus和Konen開發了一種用激光標記培養細胞的技術,從熒光綠變為紅色,然后分離紅細胞。他們稱這種技術為SaGA,用于時空基因組和細胞分析。

一旦孤立,領導細胞維持其侵入行為并具有獨特的形狀。當加入純化的追隨者時,領導細胞將恢復追隨者的流動性和類似觸角的入侵行為,即使領導者只占組合的百分之一。Marcus說,盡管領導細胞的狀態是持久的,但追隨者將在培養一兩個月后“產生”新的領導者。

領導者在開啟或關閉的基因模式中顯示與跟隨細胞的幾個差異。例如,領導細胞比追隨者分泌更多的VEGF(血管內皮生長因子)。

VEGF對于血管的生長是很重要的,并且是抗癌藥物的目標,例如貝伐單抗,其商業上稱為阿瓦斯丁(Avastin)。領導細胞自身不需要VEGF用于侵入性行為,但VEGF似乎對于包裝形成是重要的,因為它是領導者提供給追隨者的一個移動因素。

相比之下,追隨者提供給領導者的就是成長和生存的能力。當與追隨者分開生長時,領導者以以較慢的速度增加數量,細胞周期不穩定,并且具有更多的“泡沫”,這是細胞膜的隆起。研究人員發現,與追隨者的聯系解救了這些問題。

領導者和追隨者之間的其他分子差異包括領導細胞中的牽引產生FAK(粘著斑激酶)活性和追隨者中生長促進的Notch信號 - 這兩者是破壞領導者和追隨者之間共生關系的潛在途徑。 Marcus和他的同事最近在JCI Insight發表了一篇關于FAK抑制劑對肺癌潛在用途的相關文章。

集體入侵

“自然通訊”論文涵蓋肺癌細胞;在乳腺癌中已經觀察到由特征性細胞引起的類似的集體侵襲現象,但是在每個系統中,不同的基因和生物化學途徑似乎是很重要的。

“我認為集體入侵所需要的將取決于癌細胞面臨的環境壓力,而且可能會隨著治療而轉變,” Marcus說。

如上所述,SaGA技術首先依賴于在細胞中具有稱為Dendra的可光轉換熒光綠色蛋白質。 Marcus的實驗室正在測試在研究衍生自癌癥患者的腫瘤組織中是否可以使用類似的方法,。

Marcus強調,SaGA可以應用于額外的細胞類型或環境,或其他類型的癌細胞行為,如耐藥性。他的實驗室繼續研究領導者和追隨者細胞之間差異的遺傳和/或表觀遺傳學基礎。(生物谷Bioon.com)

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