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PNAS打破癌癥傳統(tǒng)觀點 首次證實循環(huán)腫瘤細胞無孔不入

日期:2016-04-20 09:14:27

 循環(huán)腫瘤細胞CTCs)群在癌癥轉移過程中也許要比之前預想的發(fā)揮更大的作用,來自麻省總醫(yī)院的研究人員證實這些細胞群能通過直徑僅為7微米的微流孔通道,這表明循環(huán)腫瘤細胞群在腫瘤細胞的傳播方面具有更大的作用,因此可以作為阻止癌轉移的一個潛在靶標。

 

這一研究成果公布在418日的《美國國家科學院院刊》(PNAS)雜志上。

 

來自Spectrum Genomics Edward Cho點評這項成果,“這一研究領域普遍認為即使是單個循環(huán)腫瘤細胞想要穿過毛細血管,都有可能被物理剪切力摧毀掉”,而這項研究“提出了新證據(jù),證明了CTCs細胞群也許存在某種機制,在通過毛細血管時能避免被剪切力所破壞,從而具有更強大的轉移潛能。”

 

大多數(shù)癌癥致死都是由于腫瘤轉移到不同器官引起的。傳統(tǒng)觀點認為,循環(huán)腫瘤細胞群太大了,無法穿過毛細血管,會造成擁堵形成血液凝塊。然而,近期的研究在癌癥患者血液中發(fā)現(xiàn)了這些細胞,“如果它們尺寸過大,那么我們又是如何在手臂血液采集過程中發(fā)現(xiàn)它們的呢?”,文章的通訊作者Mehmet Toner說。

 

為了找到答案,Toner等人構建了一種模擬人體毛細血管的7微米微流孔通道,觀察患者血液樣品和細胞系中的CTC細胞群如何能通過這些通道。

 

在拍攝的視頻中,研究人員發(fā)現(xiàn)10-20個細胞群在通過這些通道時,會分散開來穿過去,就像是一群人手拉手,穿過一條狹窄小巷。這些細胞“能難以置信的進行擠壓”,Toner說,穿過通過后,CTCs又會重新組裝成非線性細胞群。

 

接下來,研究人員又在體內模型中進行驗證。他們將人體CTC細胞群注入到3日齡的轉基因斑馬魚胚胎的血液中,斑馬魚是一種研究人體的重要模型,因為它們的毛細血管在尺寸和壓力上幾乎和人體的一模一樣。結果研究人員再次發(fā)現(xiàn)CTC細胞群能穿過這些毛細血管。

 

此外,Toner研究組還發(fā)現(xiàn)CTC細胞群會由于某些藥物而破裂,研究人員在CTC細胞群上加入FAK抑制劑14(許多腫瘤都會過量表達的一種分子,能抑制一種細胞間粘附蛋白的作用),或化療藥物紫杉醇paclitaxel(也能消弱細胞間連接),然后將處理過的細胞群放入微流孔通道中,結果發(fā)現(xiàn)細胞群會破裂成小塊,或者單個CTC,這表明這種方法也許可以作為一種治療途徑。

 

來自斯坦福大學的Sanjiv Sam Gambhir說,“這是一篇非常有趣的論文。之前我們都不知道這些細胞群如何幫助癌轉移的,這項工作即通過了計算模型,又有微流裝置和斑馬魚驗證,全面闡明了這一發(fā)現(xiàn)。”

 

Gambhir也表示,研究結果仍然基于模型。“除非能在實際人體毛細血管中進行驗證,要不還是無法確切證實。”

 

同時Cho也認為“這項研究第一次幫助我們理解了細胞也許能通過一個循環(huán)系統(tǒng)簡化模型穿過毛細血管,但只有當真正模擬了CTCs的復雜性和CTC細胞群在人體循環(huán)系統(tǒng)中的運動過程,我們才能進行治療潛力的探索。”

 


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