《Nature》子刊:揭祕癌細胞擴散轉移核心機制,相關藥物研發也步入正軌

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《Nature》子刊:揭秘癌细胞扩散转移核心机制,相关药物研发也步入正轨
《Nature》子刊:揭秘癌细胞扩散转移核心机制,相关药物研发也步入正轨

眾所周知,體內的所有組織都含有維持其結構的蛋白質支架,這種腳手架會隨著年齡的增長而退化,導致細胞衰老等跡象。而狡猾的癌細胞卻恰好利用這一點,破壞支架的形狀,形成一種組織結構通路,進一步通過該通路轉移到周圍的組織。

然而,儘管我們瞭解到這些通路與癌症的進展有關,但對控制這些組織結構形成的機制卻知之甚少。基於現有研究,他們瞭解到,細胞外基質(ECM)是一種能夠維持組織結構的纖維蛋白和蛋白聚糖支架,在癌細胞擴散通路的構成中起關鍵作用,而ECM 沉積和維持的主要介質是成纖維細胞。成纖維細胞是結締組織中最多的細胞類型,能夠分泌ECM成分從而形成組織結構框架,早在1971年,科學家就描述了靜止的成纖維細胞在組織重構中被活化後變成MF,在腫瘤組織中被稱為CAF。

在本次研究中,研究人員將長期成像,計算建模,轉錄組學分析,短干擾 RNA(siRNA)和基於信息學的藥理學篩選,以鑑定成纖維細胞和 ECM 比對的分子調節劑。通過這些方法,他們確定了成纖維細胞的集體行為--細胞碰撞指導。進一步探索發現,轉錄因子 TFAP2C 部分地通過控制 RND3 的表達來調節細胞碰撞的指導。

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ECM各向異性指示癌細胞遷移並實現力的全局協調

如同眾多生物活動過程,都需要依靠蛋白質間的相互作用,而蛋白質之間的“分子開關”保證了各類特定活動的運轉。癌細胞也不例外。RND3 定位於細胞間碰撞區域,在該區域下調放線菌素活性。如果沒有適當的機制,單元碰撞引導將失敗,從而導致各向同性的矩陣生成,即細胞擴散。綜上來看,TFap2C蛋白在該過程中佔據核心位置,不出意外,通過識別控制這些碰撞的蛋白質(TFap2C),研究人員便可以尋找出能抑制這種蛋白質的藥物,進而阻斷這些通路的形成和癌細胞的擴散。果然,利用現有的數據集和實驗,該研究成功地確定了五種影響組織中通路形成的藥物。

該研究為攻克癌症帶來了廣闊的前景,當然,目前只是一個充滿希望的初步成果,理論還需實踐的檢驗,下一步還需要進行動物實驗來證實並檢驗該方法的安全性。

參考文獻

Danielle Park1, Esther Wershof1,2, Stefan Boeing, Extracellular matrix anisotropy is determined by TFAP2C-dependent regulation of cell collisions


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