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Science子刊:揭秘肥胖与癌症转移之间的神秘关联
[ 来源:转载自网络   发布日期:2020-11-02 09:47:04  责任编辑:  浏览次 ]


一项刊登在国际杂志Science Advances上题为“Decellularized extracellular matrix scaffolds identify full-length collagen VI as a driver of breast cancer cell invasion in obesity and metastasis”的研究报告中,来自塔夫斯大学等机构的科学家们通过研究揭示了肥胖和癌症转移之间的关联。每两名男性或每三名女性中就有一人会在其一生中被诊断为癌症,但幸运的是,如今科学家们在多种癌症的治疗上已经取得了重大进展,尤其是当癌症局限在一个小区域中时,研究者就能通过手术切除或化疗等手段来移除病灶。


图片来源:Sydney Conner,Oudin Lab

在某些患者中,肿瘤细胞会脱离原发性病灶并且入侵机体其它区域,这就是所谓的癌症转移,其会诱发患者机体广泛的损伤并让疗法治疗变得很困难,实际上,90%的癌症死亡都与癌症转移直接相关。癌症转移的风险在某些人群中尤其高,包括那些肥胖人群,肥胖影响美国黑人和西班牙裔美国人的程度似乎要比一般人群更大,目前研究人员还并不清楚肥胖为何会以较高的速度诱发癌症的转移。


这项研究中,研究者Madeleine Oudin等人就通过研究揭示了肥胖与癌症转移之间的密切关联,以及为何肥胖会促进癌症发生转移。研究者发现,细胞外基质(ECM,促进细胞生长的支架)中的特殊蛋白或在诱发肥胖个体乳腺脂肪组织中癌细胞的侵袭方面扮演着非常关键的角色,而ECM的差异或许还能说明为何肥胖人群拥有较高的癌症转移发生率。考虑到目前全球人群中肥胖的流行以及其会增加人群患乳腺癌的风险,而研究人员对于ECM在乳腺脂肪组织中促进癌症转移所扮演的角色的了解非常有限,本文研究中研究人员就开始解析这种联系的分子起源。


长期以来,科学家们推测,ECM参与到了癌症生长的前后反应中,其中癌细胞会诱导ECM的改变,进而创建能支撑肿瘤进一步生长的环境;ECM是胶原蛋白、弹性蛋白、纤维蛋白、酶类、层粘连蛋白和其它糖蛋白组成的复杂混合物,但在肥胖人群中,这些组分的水平和组成会发生改变,进一步导致机体纤维化的发生,相比瘦弱人群而言,肥胖人群机体中肿瘤的分子支架有很大不同。


文章中,研究人员开发了一种新方法来研究ECM对癌细胞的影响效应,具体而言,他们从肥胖和瘦弱小鼠以及携带肿瘤的小鼠机体提取乳腺组织,并将其中的细胞剥离出来,从而获得一个完整但“空的”ECM,这一过程类似于从海绵中玻璃细胞的方式,这样只会留下细胞外基质,从而就能制造出一块洗澡用的海绵,实际上研究人员将这种“空的”ECMs称之为海绵。随后他们将来自三阴性乳腺癌小鼠机体中的癌细胞加入到ECM海绵上来观察其对肿瘤细胞所产生的影响,结果发现,来自肥胖和携带肿瘤的小鼠机体中的ECM在促进肿瘤细胞转移上具有同样的效果,而来自瘦弱小鼠机体的ECM则并不能有效促进癌细胞发生转移,换句话说,来自肥胖小鼠机体的ECM就好像已经被肿瘤引爆一样,其在更早的阶段就已经做好了促进癌症转移的准备。


图片来源:Alonso Nichols

研究者Andrew Wishart说道,这种方法的关键优势在于,大家能在产生ECM的组织中观察癌细胞如何与ECM相互作用,这要比观察在实验室中合成的ECM与癌细胞的相互作用更加直观且准确;一旦研究者找到一种有趣的相互作用,就能够剔除ECM中的一些分子改变,从而就能找到到底是哪种蛋白质驱动了这种反应。通过观察与肿瘤侵袭性行为相关的ECM改变,研究人员锁定了一种名为胶原蛋白VI的特殊蛋白。实际上,胶原蛋白VI能被脂肪组织中存在的脂肪细胞添加到ECM中,实验结果表明,胶原蛋白VI水平的升高能促进乳腺癌细胞迁移并侵袭到周围组织区域中。此外,研究者还发现,如果应用特定药物来抑制胶原蛋白VI产生的话,或许就有望控制肿瘤的生长和入侵。


本文研究发现有望帮助研究人员寻找治疗癌症的新型药物靶点,而这只是科学家们理解诱发癌症转移的生物学机制最开始的一步;研究者Oudin说道,关于ECM如何诱发疾病的,大家还有很多不清楚的地方,如今大家正在开发新方法来利用ECM帮助预测肿瘤的转移潜能,或者在最易受肥胖和癌症影响的人群机体中将药物直接运输到恶性细胞中,从而帮助治疗癌症。


参考资料:

【1】Andrew L. Wishart,Sydney J. Conner, Justinne R. Guarin, et al. Decellularized extracellular matrix scaffolds identify full-length collagen VI as a driver of breast cancer cell invasion in obesity and metastasis, Science Advances (2020).DOI:10.1126/sciadv.abc3175

【2】The obesity and cancer metastasis connection

by Mike Silver,Tufts University


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