Nature子刊:揭秘乳腺癌躲避治疗的“冬眠”机制
2018/05/24
癌症复发是乳腺癌(BC)死亡的主要原因,其原因是休眠肿瘤细胞的转移爆发。科学家此前已确定,乳腺癌细胞会潜伏在身体其他部位、并在几年后重新崛起的机制。昨天发表的一项最新研究表明,在人类细胞和活小鼠的实验中,通过药物或基因操纵破坏这种机制,会使癌细胞瘫痪,并抑制其扩散能力。
相关成果以“Autophagy promotes the survival of dormant breast cancer cells and metastatic tumour recurrence”为题发表在《自然通讯》杂志上,这一成果为乳腺癌治疗提供了一个有希望的目标。

DOI:10.1038/s41467-018-04070-6

当疾病转移到其他器官或身体部位时,会导致约90 %的乳腺癌患者死亡。科学家们一直致力于理解癌细胞是如何隐藏的(有时甚至会隐藏几十年)以及到底是什么触发了它们的再次觉醒。

论文通讯作者、美国马里兰州国家癌症研究所(National Cancer Institute,NCI)研究人员Kent Hunter 说:“我们的研究结果证明,乳腺癌细胞可以通过一种被称为自噬(autophagy)的细胞过程在患者体内存活很长时间。”

自噬发生在任何或健康或癌变的细胞中。为了生存,这些细胞会重组内部组件(reshuffles internal components),以适应压力和营养不良的环境。这使得细胞可以部分关闭,进入类似冬眠的状态。

人乳腺癌细胞的三维培养,DNA染色为蓝色,细胞膜上的蛋白染色为绿色。图片来源:NIH

藏匿的细胞

根据Hunter介绍,许多传统的抗癌药物都是针对分裂细胞设计的,然而,休眠细胞并不主动或频繁分裂。此外,休眠细胞藏在身体其他地方,这有助于它们逃避辐射等局部治疗。

在这项研究的第一项实验中,由Hunter同事Laura Vera-Ramirez领导的研究人员将休眠的乳腺癌细胞注射到小鼠体内。其中,一半的动物被使用了抑制自噬的药物,而另一半则被使用了安慰剂或“假药”("dummy" drug);第二个实验中,他们改变了控制自噬的基因。

结果发现,这两种方法“显著”降低了癌细胞的存活率,并限制了癌细胞的扩散。在没有自噬的情况下,癌细胞积累了有毒物质,并损害了它们自身的线粒体(细胞的能量产生单元)。

研究人员认为,这些发现有助于解释为什么目前的治疗方法常常不能根除乳腺癌细胞。

“找到可行的治疗方法这条道路还很漫长。必须进行临床试验以确定该治疗是否对人类患者有效,另一方面,目前还不清楚这些发现是否适用于其他类型的癌症。” Hunter总结道。

责编:浮苏

参考资料:

Scientists discover how breast cancer hibernates: study

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  • Autophagy promotes the survival of dormant breast cancer cells and metastatic tumour recurrence

    Cancer recurrence after initial diagnosis and treatment is a major cause of breast cancer (BC) mortality, which results from the metastatic outbreak of dormant tumour cells. Alterations in the tumour microenvironment can trigger signalling pathways in dormant cells leading to their proliferation. However, processes involved in the initial and the long-term survival of disseminated dormant BC cells remain largely unknown. Here we show that autophagy is a critical mechanism for the survival of disseminated dormant BC cells. Pharmacologic or genetic inhibition of autophagy in dormant BC cells results in significantly decreased cell survival and metastatic burden in mouse and human 3D in vitro and in vivo preclinical models of dormancy. In vivo experiments identify autophagy gene autophagy-related 7 (ATG7) to be essential for autophagy activation. Mechanistically, inhibition of the autophagic flux in dormant BC cells leads to the accumulation of damaged mitochondria and reactive oxygen species (ROS), resulting in cell apoptosis.

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