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癌症研究泰斗級大師Nature探討腫瘤細胞一大關鍵特徵的多年爭論

著名癌症研究專家Robert A.Weinberg在他提出的著名腫瘤細胞十大基本特徵(又一Cell力作:腫瘤細胞十大特徵 )中指出, 組織浸潤和轉移(Tissue Invasion and me tastasis)非常重要。 確實, 在許多癌症中, 癌細胞的擴散才是最致命的威脅。 人們往往可以通過手術、藥物、化療或者放療成功治療原發瘤, 然而一旦癌症擴散到機體的其他器官就很難再進行遏制。

關於癌症轉移, 一般科學家們認為上皮腫瘤的轉移擴散依賴於一個胚胎發育程式的啟動, 即上皮-間充質細胞轉化(EMT), 但EMT轉化在癌轉移中的重要性一直存在爭議。

EMT到底是不是腫瘤轉移必需條件

Weinberg實驗室曾證實癌症幹細胞出現在EMT之後, EMT賦予了細胞種植新腫瘤所需的運動性和適應性。 EMT還賦予了這些細胞抵抗標準化療的能力。 並且2015年, Weinberg與華人學者葉欣(Xin Ye, 音譯)博士等人利用小鼠模型顯示了在正常和癌變乳腺中哪些細胞表達相關主控調節因數Snail和Slug, 後兩者賦予了乳腺細胞幹細胞樣性狀。

Weinberg表示:“Snail陽性癌症幹細胞與正常幹細胞起源於不同的細胞群。 正常幹細胞定位在乳腺導管的一層;癌症幹細胞出現在另一層。 這意味著癌症幹細胞並非源自正常幹細胞。 這是一個反復討論的熱點, 現在最終獲得了證據!”癌症研究泰斗Nature驚人成果:癌症幹細胞起源新學說

然而, 同樣在2015年, 康奈爾大學的華人科學家高定成(Dingcheng Gao, 音譯)帶領的研究團隊也在Nature上發文,

構建了一個EMT追蹤系統, 通過間質細胞特異性cre介導的螢光標記在自發性乳腺癌肺轉移小鼠模型中觀察了這一過程, 結果發現EMT並非腫瘤轉移的必須條件。

這組研究人員認為EMT並非促進乳腺癌肺轉移灶發育的主要力量, 但對於化療治療後的轉移灶復發具有重要作用, 也就是說EMT並非乳腺癌肺轉移的必要條件, 但促進了癌症耐藥。

同期另外一項研究中, 來自德州大學MD安德森癌症中心的研究人員解釋了化療藥物吉西他濱(gemcitabine)為何對許多胰腺癌患者無效這一問題, 並指出EMT進程無意地保護了癌細胞避免受到吉西他濱一類抗增殖藥物的損傷。 胰腺癌患者生存率降低與增強EMT進程相關聯, 有可能是因為它們破壞了回應化療的能力,

導致了總體預後不良及較高的轉移率。

最新證據

今年6月, 來自科羅拉多大學癌症中心的研究人員通過小鼠實驗證明, 雖然個別細胞不通過EMT轉移(被稱作非EMT細胞), 但它們能接受來自EMT轉變細胞的信號。 EMT和非EMT細胞通訊促進了腫瘤散播。

研究人員認為表達Snail1或通過Six1工作的Twist1, 增加了原本較為固定的上皮乳腺癌細胞的侵襲遷移能力。 重要的是, 即使添加EMT細胞生長物, 而非細胞本身, 也使上皮性乳腺癌細胞更具侵襲性。 一些乳腺癌細胞學會了運用包括Snail1、Twist1和Six1在內的轉錄因數促進EMT從而獲得轉移能力。 附近上皮細胞接受Snail1和Twist1分泌因數, 通過Six1行使功能, 也獲得了轉移能力。 整個信號轉導通過Hedgehog通路實現。

“並不是EMT細胞本身造成了上皮細胞的侵襲性特徵, 而是它們所分泌的分泌因數, 組織中的EMT細胞就是這些分泌因數的源頭。 ”Ford說。 一些“殘留”EMT細胞將其轉移潛能賦予了非EMT細胞。

這項研究公佈在Nature Communications雜誌上乳腺癌轉移爭議:Nature子刊提出新證據。

在最新一期(7月5日)Nature雜誌上, Weinberg等人發佈了題為“Upholding a role for EMT in breast cancer me tastasis”的文章, 進一步探討了EMT到底是否在癌症轉移中發揮作用。

文章指出Gao等人此前的那篇文章(2015年的文章, 見上)雖然在兩個小鼠模型發現癌細胞可以在不啟動EMT進程的前提下進行轉移, 但是這些證據(證明EMT進程未在原發性腫瘤中表達)並不充分。

Weinberg等人認為EMT的作用並不是單一的, 相反它代表了一系列相關的細胞生物學進程, 其中每個進程都會賦予上皮細胞某些間質性狀,

這些變化包括:

(1)EMT可以通過多種替代轉錄因數的表達誘導;

(2)啟動EMT進程的細胞通常只會進行到部分完全間質狀態, 獲得的也只是部分不同間充質標記物, 並且這種不完全性和可逆性質也被證明對轉移至關重要;

(3)EMT進程在不同的組織中可能通過不同的方式表現出來。

文章指出此前Gao等人的研究存在實驗設計和觀察上的潛在缺陷,比如採用的Fsp1-cre轉基因,雖然研究人員認為Fsp1是EMT起始的“關鍵看家基因”,但Weinberg等人指出許多研究證據表明Fsp1不是所有EMT進程的組成部分。

此外,從剩餘的轉移性病變樣品總提取的基因組DNA的PCR分析未能檢測到Cre重組的Snail等位基因,這表明這些剩餘的轉移可能是由於原發腫瘤細胞中Snail基因的不完全缺失而導致的。這些結果最近得到了中國藥科大學和密西根大學研究人員的研究成果的證實(中國藥科大學Nature子刊發表乳腺癌重要發現),研究發現Snail1可以抑制野生型p53在乳腺癌中的抗增殖、促凋亡作用。

這些研究提供了EMT轉錄因數Snail在乳腺癌轉移中關鍵作用的直接遺傳證據。因此,文章指出乳腺腫的轉移性傳播確實依賴於EMT進程,EMT轉移理論依然可行。

同期Gao等人也做出了回應,對Weinberg等人提出的部分問題做出了應答。他們表示,“基於我們的EMT譜系追蹤模型,EMT並不是遠端癌轉移的必需條件。但是我們也發現了化療背景下EMT在轉移性復發中的作用,這與此前胰腺癌模型中的發現一致”。他們認為,未來通過創新技術,將會獲得更多關於EMT作用的新發現,不過需要考慮腫瘤傳播的多種方式,比如集群移徙和入侵。

原文標題:

Upholding a role for EMT in breast cancer me tastasis

文章指出此前Gao等人的研究存在實驗設計和觀察上的潛在缺陷,比如採用的Fsp1-cre轉基因,雖然研究人員認為Fsp1是EMT起始的“關鍵看家基因”,但Weinberg等人指出許多研究證據表明Fsp1不是所有EMT進程的組成部分。

此外,從剩餘的轉移性病變樣品總提取的基因組DNA的PCR分析未能檢測到Cre重組的Snail等位基因,這表明這些剩餘的轉移可能是由於原發腫瘤細胞中Snail基因的不完全缺失而導致的。這些結果最近得到了中國藥科大學和密西根大學研究人員的研究成果的證實(中國藥科大學Nature子刊發表乳腺癌重要發現),研究發現Snail1可以抑制野生型p53在乳腺癌中的抗增殖、促凋亡作用。

這些研究提供了EMT轉錄因數Snail在乳腺癌轉移中關鍵作用的直接遺傳證據。因此,文章指出乳腺腫的轉移性傳播確實依賴於EMT進程,EMT轉移理論依然可行。

同期Gao等人也做出了回應,對Weinberg等人提出的部分問題做出了應答。他們表示,“基於我們的EMT譜系追蹤模型,EMT並不是遠端癌轉移的必需條件。但是我們也發現了化療背景下EMT在轉移性復發中的作用,這與此前胰腺癌模型中的發現一致”。他們認為,未來通過創新技術,將會獲得更多關於EMT作用的新發現,不過需要考慮腫瘤傳播的多種方式,比如集群移徙和入侵。

原文標題:

Upholding a role for EMT in breast cancer me tastasis

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