炎症誘導癌症復發?Science揭示:喚醒休眠癌細胞的信號

9月28日,這一最新研究以“How dormant cancer persists and reawakens”為題發表在《Science》雜誌。


炎症誘導癌症復發?Science揭示:喚醒休眠癌細胞的信號


DOI:10.1126/science.aav0191

炎症是否會直接導致癌症復發,如果會,如何導致?這些目前尚不清楚。在冷泉港實驗室(CSHL)的科學家們的新研究中,作者證明,持續的肺部炎症,包括暴露在菸草煙霧中引起的炎症,可以導致潛伏的乳腺癌和前列腺癌細胞甦醒並開始分裂。這些細胞繼而在肺部形成轉移。而轉移癌正是大多數常見癌症致死的主要原因。

好消息是,由CSHL副教授Mikala Egeblad領導的團隊,包括Dana Farber癌症研究所和UC Davis的研究人員,展示了一種阻斷喚醒休眠癌細胞的信號的方法,這種概念可以防止癌症復發或降低復發頻率。

Egeblad的研究小組顯示,持續的肺部炎症,無論是由於小鼠暴露在菸草煙霧中還是細菌內毒素中,都會以一種非同尋常的方式誘導普通白細胞(即中性粒細胞)喚醒附近休眠的癌細胞。


炎症誘導癌症復發?Science揭示:喚醒休眠癌細胞的信號


當肺組織長期發炎時,休眠的癌細胞能夠劫持從附近的白細胞中噴出的稀薄的“網”,重新進入細胞週期並重新開始生長(來源:Egeblad lab)

嗜中性粒細胞,我們通常依靠它來殺死入侵者,如細菌和酵母。其中一種殺死入侵者的方法是將它們的DNA排出細胞膜之外,被排出的DNA形成了一個薄紗狀的網狀陷阱(NETs),可以殺死病原體。

新的研究表明,持續的肺部炎症導致休眠癌細胞周圍區域形成網狀結構。該結構中兩種稱為NE (中性粒細胞彈性蛋白酶)和MMP 9 (基質金屬蛋白酶9 ),與組織中的一種叫做層粘連蛋白(laminin)相互作用。NE和MMP9依次先後切割層粘連蛋白。這改變了蛋白質的形狀,暴露出一個叫做表位(epitope)的新表面(exposing a new surface)。


炎症誘導癌症復發?Science揭示:喚醒休眠癌細胞的信號


NE (綠點)和MMP9 (紅點)酶散佈在中性粒細胞或白細胞排出的DNA網支架。這些酶依次在肺組織中分解一種叫做層蛋白-111的蛋白質,誘導一個信號,使附近休眠的癌細胞重新甦醒並開始增殖(來源:Egeblad lab)

當這一表位被附近休眠的癌細胞識別時,會刺激喚醒癌細胞的信號。“休眠癌細胞認識到層粘連蛋白的新形狀,並‘通知’癌細胞開始重新生長。”Egeblad說。

接下來,該小組創造了一種抗體來阻斷層粘連蛋白上暴露的表位。在小鼠身上,這防止了附近休眠癌細胞的再次甦醒。


炎症誘導癌症復發?Science揭示:喚醒休眠癌細胞的信號


最左邊正常小鼠肺組織中可見少量分散的白細胞(即中性粒細胞,紅色)。經鼻給藥促進肺部炎症4小時後,中性粒細胞數量明顯增加, DNA NETs (綠色)首次可見。在接下來的幾天裡,中性粒細胞和NETs隨著炎症因子的再次釋放而佔據主導地位。炎症和NETs形成的直接關係或導致休眠癌細胞重新甦醒。(來源:Egeblad lab)

目前,研究人員已經開始優化抗體,並將其與其他NETs方法進行比較,希望最終能在人體中進行試驗。

How a sleeping cancer awakens and metastasizes

How dormant cancer persists and reawakens


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