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Your Good Partner in Biology Research

癌癥“策反”白細胞幫助其擴散

日期:2016-10-20 08:56:28

 我們將人類免疫系統視為身體不可或缺的盟友,是我們身體抵御各種外來入侵者者的第一道防線,例如有些入侵者如果不加以制止,就可能殺死我們。然而,在某些情況下,癌細胞可能會轉敗為勝,使我們的盟友變成敵人。

 

最近在《Science Translational Medicine》發表的一項研究中,來自冷泉港實驗室(CSHL)的一個研究小組對此進行了闡述。這項研究揭示了中性粒細胞——最常見的白血細胞類型,也是細菌和其他入侵者的敵人——是如何被癌細胞“劫持”并幫助其轉移擴散的。這項研究也提出了一種可能的方法來阻止這個過程。

 

中這項研究中,CSHL副教授Mikala Egeblad和她的團隊使用活體成像技術,在三陰性乳腺癌小鼠模型中生動地表明,對抗入侵者(如細菌和酵母細胞)的中性粒細胞有時候會部署一種卓越的武器,幫助腫瘤進行轉移。

 

被癌癥細胞據為己有的這個驚人武器,是一個DNA晶格,當中性粒細胞檢測到一個威脅物的時候,這個晶格就從激活的中性粒細胞中噴出。這樣的網格——被稱為中性粒細胞外的陷阱或NETs,在中性粒細胞外部形成了致密的蜘蛛網狀結構。形成網絡主干的DNA鑲嵌有微小的有毒酶,可以降解和消化入侵者。

 

Egeblad說:“我們在活體影像中看到了不同尋常的事情——即使沒有感染或入侵者存在的情況下,癌細胞也能夠誘導附近的中性粒細胞噴出它們的NETs。我們的實驗表明,在這種情況下,NETs可以促進轉移。”

 

雖然確切的機制仍在探索中,但Egeblad認為,NETs通過慢慢蝕穿形成一個組織腳手架的蛋白質——開辟了癌細胞可以占據的小洞和裂縫,來幫助癌細胞擴散。這可能是在遠離原發腫瘤的部位形成腫瘤集落的第一步。

 

是否有可能阻止中性粒細胞部署它們的NETs?在整個體內這樣做,將是一個可怕的想法,因為我們依賴于它們每天的殺戮行動。但是,Egeblad說:“你必須阻止它。你可以在NETs正在形成的時候降解和消化它們。”

 

該團隊的靈感來自于一種囊性纖維化的治療方法,這種疾病的患者肺部無法清除感染。此外,囊性纖維化患者很痛苦,無數被部署的NETs,從中性粒細胞噴出,試圖對抗持續性的感染,卻往往占據了患者的肺部。患者可吸入一種使用DNAse的藥物,它會穿過NETs。顧名思義,DNase會切割由DNA構成的任何東西,就像由中性粒細胞發出的NETs一樣。

 

Egeblad說:“我們非常幸運的得到了Dana- Farber癌癥中心Michael Goldberg博士及其團隊的幫助。我們在一次會議上提到了這一發現,并指出我們缺少一種方法讓DNAse在組織內起作用,Goldberg博士說他可以幫忙。”他的團隊已經開發出了一種方法來穩定DNAse這樣的酶,將它們“粘”到極其微小的藥物遞送裝置——納米粒子,注入人體內。

 

在這種情況下,納米粒子不是作為藥物,而是作為容器,作為微小的球形物體涂覆有藥物DNAse,這樣它一旦與NETs接觸就能開始它的切割作用。

 

Egeblad的團隊成功地在三陰性乳腺癌小鼠模型中測試了該方法,顯著減少——在一些小鼠中甚至預防了腫瘤的肺轉移,在動物模型中肺部是最常見的轉移部位。

 

由于這些實驗使用的DNAse,與FDA批準的囊性纖維化治療中所用的DNAse配方相同,因此這種方法很明顯是EgebladGoldberg團隊設計的系統的進一步優化。Egeblad說,這對于確定哪些乳腺癌患者最有可能從這樣的治療獲益,是非常重要的,可能包括那些最近感染的患者,或曾接受手術從而有更高感染風險的患者。藥物遞送的最佳時機也在研究中。

 

Egeblad強調,這項研究也與目前癌癥治療相關,因為一個中性粒細胞刺激生長因子——稱為G-CSF,在化療過程中被提供給了大多數的癌癥患者。這是因為,化療能迅速殺死白細胞,而白細胞的這種損失可能使病人暴露于潛在的致命性感染。

 

基于他們對于“中性粒細胞對轉移的影響”的了解,Egeblad觀察到,非常有必要評估‘這種做法在某些情況下是否是危險的’。”她的團隊正在研究這個問題,同時也致力于優化DNase治療,以在轉移風險很高的時候對抗中性粒細胞。

 


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