Blood:科学家找到“定时炸弹”休眠癌细胞的关键“命门”
2019/04/29
研究人员已经确定了使一些癌细胞处于休眠状态的原因,这一发现可以揭示预防癌症扩散的新方法。


Weng Hua Khoo、Tri Phan及Peter Croucher

说起癌症,首先想到的是其不受控制地无限增殖、快速生长。但实际上,处于休眠或无活动状态的癌细胞才是最大的威胁。休眠的癌细胞被“唤醒”,是治疗后癌症复发的主要原因(通常是转移灶)。据估计,90%的癌症死亡是由转移引起的。

“定时炸弹”

当癌症转移时,它会扩散到人体的不同器官。一些癌细胞可以停止分裂并隐藏在“休眠”状态,隐藏在诸如骨骼内层中。一旦休眠,我们的天然保护伞——免疫系统,就无法找到和靶向它们,传统化疗是无效的。另外,我们也不知道细胞会处于休眠状态多长时间。

为了防止休眠的癌细胞被重新激活,Garvan医学研究所的研究人员追本溯源,研究是什么原因让癌细胞处于休眠状态。但如何分离细胞来研究它们,这是摆在研究人员面前的一道难题。因为休眠的癌细胞很少见,通常骨骼中数十万个细胞中不到一个,而且研究人员还不知道如何识别它们。


生长中的癌细胞群和附着在骨骼内层的单个休眠癌细胞。图片来源:Michelle McDonald博士

于是,Garvan医学研究所的研究人员另辟蹊径,关注整体癌症生态系统。Garvan活体显微镜实验室负责人、该研究的共同高级作者Phan副教授表示,“决定癌细胞命运的不仅是它们自己,还有微环境中的其他细胞。我们正试图找出微环境激活了哪些基因,以及这些基因是如何使癌细胞休眠的。”相关研究结果发表在《Blood》杂志上。


doi: https://doi.org/10.1182/blood.2018880930

揭开癌细胞的“藏身之处”

4年前,Garvan医学研究所的研究人员首次开发出了一种方法——用活体双光子显微镜的新技术追踪活体小鼠骨骼内的休眠多发性骨髓瘤细胞。他们现在已经分离出这些稀有细胞,来分析休眠细胞的转录组。

论文第一作者Weng Hua Khoo博士表示,“能够鉴定出罕见的休眠细胞,就可以分离它们并找出所有活跃的基因。令人兴奋的是,我们发现这些基因在休眠细胞中通常不会在这些癌细胞中开启。我们知道了基因的‘身份’后,就可以利用这些信息来定位它们。”

该团队分析了Garvan-Weizmann细胞基因组学中心的单细胞转录组,并与Weizmann科学研究所的合作者独立证实了他们的发现。

出乎意料的是,休眠的骨髓瘤细胞与免疫细胞具有相似的转录组特征,但只有当细胞位于成骨细胞(骨骼中发现的特化细胞)旁边时,这种特征才会被“激活”。Weizmann研究所首席研究员Ido Amit教授说道,“这也意味着,肿瘤细胞和肿瘤微环境之间的相互作用对癌症休眠至关重要。”

针对癌症的新方法

研究人员现在正在应用此方法从其他癌症类型中收集休眠癌细胞的数据,希望找到一个共同的特征靶向所有休眠的癌细胞。“我们希望汇集许多癌症类型的数据,并且从中找到一种统一的方法来了解休眠细胞是如何控制癌症的复发和转移。”共同资深作者、Garvan的研究主任Croucher教授如是说道。

Croucher教授进一步说道,“靶向休眠细胞有不同的方法。一是通过创造一个阻止它们醒来的环境,让它们无限期地休眠。二是故意唤醒它们,这样它们就很容易成为化疗的目标。当然,最好的方法是利用这些关于保持细胞处于休眠状态的研究方法,让癌细胞处于休眠状态时就被消灭,阻止疾病的复发。”

参考资料

Strategies for Preventing Dormant Cancer Cells from Being Reactivated

Key to targeting dormant cancer cells

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