癌細胞如何逃脫擁擠的腫瘤

細胞核變形觸發(fā)了癌細胞逃逸的信號級聯。圖片來源：Wojciech Garncarz(圣安娜兒童癌癥研究所)

像人一樣，人體細胞保護著自己的個人空間。他們似乎知道他們需要多少空間，如果空間太緊，大多數牢房就會自由掙扎。使細胞逃避擁擠環(huán)境的機制似乎涉及一個不尋常的參與者-細胞核。這就是維也納圣安娜兒童癌癥研究所，倫敦國王學院，巴黎居里研究所和巴塞爾的蘇黎世聯邦理工學院的研究人員在最近的工作中所展示的。

組織細胞保護其“個人空間”

在人的身體是由在有限的體積，這往往會導致細胞擁擠生長的細胞萬億。當細胞生長和增殖在腫瘤形成過程中失控時，擁擠效應加劇。這為組成細胞創(chuàng)造了壓縮性微環(huán)境。腫瘤細胞如何應對空間不足和壓迫性壓力?在回答這個問題后，研究人員發(fā)現這些細胞能夠感知環(huán)境壓力。

為此，他們利用了最大，最堅硬的內部細胞核。擠壓細胞至使核物理變形的程度會導致核膜展開和拉伸。這些變化被專門的蛋白質檢測到，從而激活細胞收縮力。產生收縮力的能力有助于以“回避反射”機制將細胞從其壓縮微環(huán)境中擠出。因此，該研究建議原子核起尺子的作用(請參見隨附的插圖)。它使活細胞能夠測量其個人空間并在空間受到侵犯時觸發(fā)特定的響應。

限制脂肪靶向癌癥的代謝脆弱性?

正如科學家在論文中所描述的那樣，依賴Ca2 +的磷脂酶cPLA2是一種蛋白質，可在細胞受壓時感知核膜的伸展。主要作者亞歷克西斯·洛馬金(Alexis Lomakin)博士強調，cPLA2代表可藥物治療的靶標。Lomakin博士解釋說：“制藥公司目前正在測試cPLA2的小分子抑制劑。根據我們的數據，下調腫瘤細胞中cPLA2的活性可能會干擾它們逃避原發(fā)腫瘤并轉移到遠處的能力。”

cPLA2抑制劑可防止花生四烯酸(ARA)的產生，花生四烯酸隨后可影響細胞遷移，生長和存活。但是，ARA也可以由環(huán)境中的細胞獲得。例如，西方飲食是omega-6脂肪酸(例如ARA)的有效來源。飲食中的脂肪限制和omega-3而不是omega-6脂肪酸的消耗可以與cPLA2抑制劑協同作用，從而有效地減少腫瘤細胞從人滿為患的區(qū)域逃逸。Lomakin博士總結說：“檢驗這些假設是未來研究的一個令人興奮的方向。”

洛馬金·塔爾斯克(Lomakin talsk)博士在《科學》雜志上發(fā)表文章：“細胞核是調節(jié)細胞對空間限制的反應的標尺。圖片來源：圣安娜兒童癌癥研究所

抗化學性的潛在預測指標

令人驚訝的是，將細胞核鑒定為能將機械輸入迅速轉換為信號輸出或代謝輸出的活躍分子。直到今天，核仍被認為是遺傳物質的被動倉庫。洛馬金博士說：“我們對接下來的事情感到非常興奮。” 據他介紹，高度的核變形可以預示轉移潛力以及對化學療法和免疫療法的抵抗力。

“多年來，病理學家已經在評估核腫瘤生長的不同階段區(qū)分的形狀變化;然而，如何細胞核的這些結構力學改變功能的影響腫瘤細胞仍完全未開發(fā)的，”洛馬金博士說。

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