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Blood:科學家找到「定時炸彈」休眠癌細胞的關鍵「命門」


生物探索WHK、TP及PC說起癌症,首先想到的是其不受控制地無限增殖、快速生長。但實際上,處於休眠或無活動狀態的癌細胞才是最大的威脅。休眠的癌細胞被「喚醒」,是治療後癌症復發的主要...

- 2019年4月29日10時59分
- 科學文摘 / 生物探索

生物探索

Weng Hua Khoo、Tri Phan及Peter Croucher

說起癌症,首先想到的是其不受控制地無限增殖、快速生長。但實際上,處於休眠或無活動狀態的癌細胞才是最大的威脅。休眠的癌細胞被「喚醒」,是治療後癌症復發的主要原因(通常是轉移灶)。據估計,90%的癌症死亡是由轉移引起的。


「定時炸彈」

當癌症轉移時,它會擴散到人體的不同器官。一些癌細胞可以停止分裂並隱藏在「休眠」狀態,隱藏在諸如骨骼內層中。一旦休眠,我們的天然保護傘——免疫系統,就無法找到和靶向它們,傳統化療是無效的。另外,我們也不知道細胞會處於休眠狀態多長時間。

為了防止休眠的癌細胞被重新激活,Garvan醫學研究所的研究人員追本溯源,研究是什麼原因讓癌細胞處於休眠狀態。但如何分離細胞來研究它們,這是擺在研究人員面前的一道難題。因為休眠的癌細胞很少見,通常骨骼中數十萬個細胞中不到一個,而且研究人員還不知道如何識別它們。

生長中的癌細胞群和附著在骨骼內層的單個休眠癌細胞。圖片來源:Michelle McDonald博士

於是,Garvan醫學研究所的研究人員另闢蹊徑,關注整體癌症生態系統。Garvan活體顯微鏡實驗室負責人、該研究的共同高級作者Phan副教授表示,「決定癌細胞命運的不僅是它們自己,還有微環境中的其他細胞。我們正試圖找出微環境激活了哪些基因,以及這些基因是如何使癌細胞休眠的。」相關研究結果發表在《Blood》雜誌上。

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


揭開癌細胞的「藏身之處」

4年前,Garvan醫學研究所的研究人員首次開發出了一種方法——用活體雙光子顯微鏡的新技術追蹤活體小鼠骨骼內的休眠多發性骨髓瘤細胞。他們現在已經分離出這些稀有細胞,來分析休眠細胞的轉錄組。

論文第一作者Weng Hua Khoo博士表示,「能夠鑑定出罕見的休眠細胞,就可以分離它們並找出所有活躍的基因。令人興奮的是,我們發現這些基因在休眠細胞中通常不會在這些癌細胞中開啟。我們知道了基因的『身份』後,就可以利用這些信息來定位它們。」

該團隊分析了Garvan-Weizmann細胞基因組學中心的單細胞轉錄組,並與Weizmann科學研究所的合作者獨立證實了他們的發現。

出乎意料的是,休眠的骨髓瘤細胞與免疫細胞具有相似的轉錄組特徵,但只有當細胞位於成骨細胞(骨骼中發現的特化細胞)旁邊時,這種特徵才會被「激活」。Weizmann研究所首席研究員Ido Amit教授說道,「這也意味著,腫瘤細胞和腫瘤微環境之間的相互作用對癌症休眠至關重要。」

針對癌症的新方法

研究人員現在正在應用此方法從其他癌症類型中收集休眠癌細胞的數據,希望找到一個共同的特徵靶向所有休眠的癌細胞。「我們希望匯集許多癌症類型的數據,並且從中找到一種統一的方法來了解休眠細胞是如何控制癌症的復發和轉移。」共同資深作者、Garvan的研究主任Croucher教授如是說道。


Croucher教授進一步說道,「靶向休眠細胞有不同的方法。一是通過創造一個阻止它們醒來的環境,讓它們無限期地休眠。二是故意喚醒它們,這樣它們就很容易成為化療的目標。當然,最好的方法是利用這些關於保持細胞處於休眠狀態的研究方法,讓癌細胞處於休眠狀態時就被消滅,阻止疾病的復發。」

End

參考資料:

<1> Strategies for Preventing Dormant Cancer Cells from Being Reactivated

<2> Key to targeting dormant cancer cells

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