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PNAS:颠覆!阻止癌细胞“自杀”竟可阻断癌转移!

转化医学网115阅读2018-08-22

作者:Ruthy,Zoe

数据显示,全世界每年有约800万人死于癌症。肿瘤在生长到一定程度后,几乎不可避免地会通过多种途径,将癌细胞播散到周围淋巴结和其他器官。这些癌细胞很快“另起炉灶”,发展出更活跃的运动性、更强大的耐药性,更丰富的新生血管,同时对宿主免疫系统产生极大抗性,这是恶性肿瘤患者最大的致死因素。因此,克服肿瘤转移成为延长癌症患者生存期的重点问题。近日,科罗拉多大学癌症中心的研究人员发现,阻断转移肿瘤细胞的自噬作用竟然可以遏制肿瘤转移!不让转移肿瘤细胞“自杀”,就不会形成转移灶!

这简直匪夷所思!按惯性思维,肿瘤细胞“自杀”应该促进肿瘤消除啊!怎么回事?这就要说说肿瘤细胞是怎么“自杀”的。所谓的细胞“自杀”,其实是细胞的自噬作用。自噬是将细胞内受损、变性或衰老的蛋白质以及细胞器运输到溶酶体进行消化降解的过程。

肿瘤一旦形成,自噬可以通过限制炎症、清除有毒的未折叠蛋白,除去生成活性氧簇的受损线粒体来抑制肿瘤形成。过去,我们普遍认为自噬在肿瘤抑制中具有极其重要的作用。

然而,我们却忽略了一个问题:肿瘤细胞的自噬作用同时也会消除受伤的肿瘤细胞!而其产物还是癌细胞丰富的营养来源!也就是说,自噬作用对肿瘤细胞的作用是其实两方面的!而对于转移的癌细胞来说,自噬作用的促癌功能被发挥得淋漓尽致!

ID4表达与转移性癌细胞自噬作用关系

肿瘤细胞在获得转移特性后,究竟发生了什么,让自噬作用成为转移灶形成的一大助力?研究人员发现,转移性癌细胞跟普通癌细胞(即没有转移特性的癌细胞)最大的差别是一个叫ID4的蛋白水平。

有研究表明,ID4蛋白由抑癌基因ID4编码,转移性癌细胞中ID4基因启动子区DNA发生了高甲基化,导致基因沉默,因此,转移性癌细胞的ID4蛋白水平远远低于普通癌细胞。

转移性癌细胞就是通过降低ID4蛋白水平将转移过程中面对的血流剪应力、失巢凋亡、免疫细胞识别杀伤等“九九八十一难”反馈给自噬主力—溶酶体,这时候激活的溶酶体全都去快速处理受损的细胞成分和细胞废物,并迅速将其转化为正常转移性癌细胞的养分,而其他作用小到可以忽略不计。

也就是说,转移性癌细胞的自噬最大的作用就是将转移道路上的“垃圾”打扫干净,确保仍有转移能力的癌细胞到达转移灶!

转移性癌细胞和普通癌细胞在CQ处理后的不同表现

CQ抗性细胞的表征

那要怎么阻断转移性癌细胞的自噬作用呢?研究人员用自噬抑制剂—氯喹(CQ)处理了不同的肿瘤细胞系,发现普通癌细胞只是生长受到一定程度的抑制,而转移性癌细胞则大量死亡!

更有意思的是,他们将CQ作用下“顽强”存活的转移性癌细胞与CQ共同培养,几代繁殖后这些细胞出现了CQ抗性,但是,同时这些细胞失去了转移能力!进一步的研究发现,这是因为CQ增加了ID4蛋白的表达。

只要敲除ID4基因,CQ培养的转移性癌细胞就能恢复转移能力。也就是说,自噬抑制剂可以有效阻断肿瘤转移,而且不用担心抗药性问题,因为这些转移性癌细胞获得抗药性的代价是失去转移能力!

敲除ID4基因后CQ培养的转移性癌细胞恢复转移能力

阻断肿瘤转移,是延长恶性肿瘤患者生存期、保证治疗效果的重要举措,通过阻断转移性癌细胞的自噬作用来遏制肿瘤转移,是研究肿瘤治疗的新思路,同时,ID4有望成为肿瘤自噬治疗预后和肿瘤溶酶体功能的预测指标,该结果仍需更多临床实验验证,我们静待佳音。

参考文献:

Metastatic cells are preferentially vulnerable to lysosomal inhibition

Study shows how to make (and destroy) a metastatic cancer cell

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