Nat Commun：科学家发现人类侵袭性癌症在机体中扩散的特殊“路线图”

来源：100医药网 2025-02-25 13:56

本文研究结果为揭示细胞外基质组装如何塑造癌细胞的局部侵袭及远端转移提供了机制性的见解。

近日，一篇发表在国际杂志Nature Communications上题为 Matrix mechano-sensing at the invasive front induces a cytoskeletal and transcriptional memory supporting metastasis 的研究报告中，来自英国论文切斯特贝蒂实验室等机构的科学家们通过研究揭示了癌细胞是如何被其周围的环境所改变，从而促使其改变形状并从肿瘤中脱离出来的，这一研究发现或为在癌症扩散之前开发有效的阻断疗法铺平了道路。

肿瘤是由一种称之为细胞外基质（ECM）的结构结合在一起的，这种结构就好像正在建造的建筑物周围的脚手架一样。文章中，研究人员揭示了癌细胞利用这种支架结构的布局来作为路线图从而脱离肿瘤组织，他们发现，细胞外机制能诱发癌细胞内部改变，从而改变其形状并增强其在机体不同部位移动的能力。这一研究突破意味着可能会发生转移的或能在早期阶段被轻松识别，从而让临床医生能更快地制定解决策略，目前研究人员正在开发能靶向作用细胞外机制布局以及驱动这些细胞形状改变的基因的药物，这或许就能在癌细胞逃离肿瘤并发生扩散之前阻断其发展。

这项研究中，研究人员分析了来自99名瘤和患者的肿瘤组织样本，结果发现，细胞外机制能在肿瘤的三个不同区域中发生不同的分布，这就好像支架一样，细胞外机制是由于许多组分组成，包括杆状纤维等；在肿瘤中心，这些纤维会分散且无组织，而在边界中，这些纤维会紧密堆积且较为厚实。在肿瘤的最外边界，纤维的排列方向会指向远离肿瘤的防线，这就为癌细胞逃离肿瘤提供了特殊的路径，而在肿瘤的最外层边界，癌细胞会呈圆形，即一种高度侵袭性的细胞形状。

胶原I的积累会诱导细胞骨架重塑

为此，研究人员测试了肿瘤边缘的状况是否会促使癌细胞更具侵袭性，他们在这些条件的模型中培养了细胞并将其注入小鼠体内，在这些条件下生长的癌细胞要比在纤维紊乱的对照条件下生长的黑色素瘤细胞更容易扩散到肺部并发生转移。研究人员观察到，细胞中存在的不同类型基因或许存在一定的差异，这取决于其所来自的肿瘤类型，肿瘤边缘的细胞有着更多与细胞迁移、细胞形状变圆和炎症相关的基因，所有这些都会促使细胞更具侵袭性且更容易存活。

研究人员还发现了影响基质组装的酶类基因表达水平的增加，这就强调了癌细胞是如何破坏周围环境从而摆脱肿瘤的。他们还将这些研究发现与来自14种不同机体的样本研究结果进行了比较，包括黑色素瘤、乳腺癌、、和胶质母细胞瘤等，结果发现，这些基因的高水平存在或与患者较短的生存期有关。这些研究发现或有望帮助研究人员在癌症扩散前开发新型阻断疗法，比如靶向作用赖氨酸氧化酶（LOX，lysyl oxidase）的药物，目前这种药物已经在其它状况的临床试验中进行了使用，这些药物能通过靶向作用稳定基质的酶类发挥作用，这种酶类在肿瘤的边缘区域中水平最高，而此前研究人员进行研究揭示了在癌症疗法中靶向作用LOX的可能性。

这项研究中，研究人员提出了癌细胞脱离肿瘤并在机体其它部位引起继发性肿瘤的路线图，目前研究人员深入理解了这一路线图，从而就能让他们着眼于不同的方面来阻断侵袭性癌症的扩散。肿瘤周围结构中的纤维密度较高，而且在肿瘤边界较远的地方，其就能像细胞的路径一样进行排列，未来研究中，研究人员还将继续探索新方法来靶向作用这种排列从而预防癌细胞逃脱并遵循这一路径，同时，靶向作用这种纤维的致密排列意味着其它药物也能更容易地抵达癌细胞，从而就有望改善癌症疗法的疗效。综上，本文研究结果为揭示细胞外基质组装如何塑造癌细胞的局部侵袭及远端转移提供了机制性的见解。（100yiyao.com）

参考文献：

Maiques, O., Sallan, M.C., Laddach, R.et al..Nat Commun16, 1394 (2025). doi：10.1038/s41467-025-56299-7

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