新研究揭示了癌细胞如何逃离血管

圆形癌细胞（左上左）发出与内皮细胞连接的纳米管。可以通过这些纳米管注射遗传物质，转化内皮细胞并使它们更热情地递增额外的癌细胞。图像：Sengupta实验室

来自麻省理工学院和马萨诸塞州综合医院的新出版的研究揭示了癌细胞如何锁定在血管上并侵入组织以形成新的肿瘤 - 一种可以帮助研究人员开发抑制这种过程的药物并预防癌症免于转移的发现。

根据新研究，将血管壁循环在血液中循环，通过该血管壁粘附到血管壁上，通过该血管壁，通过该血管壁，通过该血管通过该血管，它们注入转化血管内皮细胞的遗传物质，使其对额外的癌细胞更具热情的癌细胞。

研究人员还发现，通过抑制这些纳米纤维的形成，它们可以大大减少小鼠中的转移。

“内皮细胞系列每血管，并且是与任何血型元素接触的第一细胞。它们作为进出肿瘤的门户，并且是血管和癌症生物学激烈研究的重点。这些发现使这两个领域共同地倾向于对癌症和转移的控制增添了更大的洞察力，“托马斯D。和弗吉尼亚W. Cabot of Mit的医学工程和科学研究所的卫生科学和技术教授以及研究团队的领导人之一。

本文的牵头作者出现在12月16日的自然通信问题，是亚美康诺，是哈佛医学卫生科学和技术（HST）的研究生。本文的高级作者是Shiladitya Sengupta，担任HST和哈佛医学院的助理教授。

建筑桥梁

转移是一种多步骤过程，使癌症从其原始网站传播并在身体其他地方形成新的肿瘤。某些癌症倾向于将特定位置转移;例如，肺部肿瘤往往蔓延到脑和骨骼和骨骼中。

为了转移，肿瘤细胞必须首先变动移动，以便它们可以从最初的肿瘤中分离。然后他们分解到附近的血管，使它们可以流过身体，在那里它们成为循环肿瘤细胞（CTC）。然后，这些CTC必须找到它们可以锁定在血管壁上并渗透到相邻组织中以形成新肿瘤的斑点。

血管衬有内皮细胞，其通常抵抗入侵者。

“正常内皮细胞不应使癌细胞能够入侵，但是如果癌细胞可以与内皮细胞连接，并且注射能够控制和完全转化这种内皮细胞的信号，则促进转移，”Sengupta说。

研究人员首先在使用电子显微镜的同时在癌细胞和内皮细胞之间发现微小的桥接，以研究这些细胞类型之间的相互作用。他们推测癌细胞可能向内皮细胞发送某种信号。

“一旦我们看到这些结构允许大量不同材料的普遍存在转移，MicroRNA是一个明显的有趣分子，因为它们能够以我们真正理解的方式非常广泛地控制细胞的基因组，”康诺说。“这成了我们的重点。”

MicroRNA在20世纪90年代初发现，有助于细胞微调其基因表达。这些RNA的股线约22碱基对长，可以干扰信使RNA，防止其翻译成蛋白质。

在这种情况下，研究人员发现，注射的microRNA使内皮细胞“粘稠”。也就是说，细胞开始在其表面上表达蛋白质，该表面吸引其他细胞以粘附在它们上。这允许额外的CTC与相同的部位结合并穿过血管进入相邻组织，形成新的肿瘤。

“几乎就像癌细胞相互合作，以促进迁移，”Sengupta说。“你只需要1％的内皮细胞变得粘稠，这足以促进转移。”

当在内皮细胞上生长时，非转移性癌细胞未产生这些侵入性纳米纤维。

Celkki Ruoslahti是加州大学Santa Barbara的Cell，Solulular和发育生物学教授说，发现是了解肿瘤转移的重要进步。

“我发现它特别有趣的是，通过细胞内纳米管从肿瘤细胞转移到内皮细胞的调节大分子似乎比外部介导的转移更有效（至少在相对短的距离），这最近受到了很多关注的” Ruoslahti说，他不是研究团队的一部分。

关闭转移

纳米铁蛋白由蛋白质肌动蛋白和管蛋白制成，其也形成细胞骨架，其使细胞它们的结构。研究人员发现，通过给予干扰肌动蛋白的低剂量药物，它们可以抑制这些纳米纤维的形成约300微米。

当研究人员用通常转移的肿瘤给予这些药物时，肿瘤没有传播。

Sengupta的实验室现在正在尝试更详细地提出纳米铁器桥形成的机制，眼睛朝着制定抑制该过程的抑制的药物。

“如果我们可以首先了解这些结构是如何形成的，那么我们可以尝试设计有针对性的疗法以抑制它们的形成，这可能是开发专门靶向转移的药物的有希望的新领域，”连接。

出版物：Yamicia Connor等，“肿瘤细胞和内皮之间的物理纳米级导管介导的通信调节内皮表型，”自然通信6，物品编号：8671; DOI：10.1038 / ncomms9671