「變形的」癌細胞促進轉移

利用創新技術和廣泛的實驗，研究人員已經證明前列腺癌細胞有能力改變其形狀，從而促進轉移。

癌症是一種複雜的動物。當它在一個地方出現時，很難治療，但是當它轉移到身體其他部位的過程稱為轉移時，它就變得更加難以治療。

例如，前列腺癌可以傳播到身體的任何部位。最常見的是，它通過血液或淋巴管進入骨骼，但它也能到達淋巴結、肺、肝臟和大腦，以及其他位置。

了解腫瘤是如何遷移並扎傳播到其它的地方的，這是許多研究的主題。癌症在外組織中生長的能力包括一系列複雜的步驟——例如，它需要能夠在到達一個新的位置的過程中存活下來，安全地連接到新的組織類型，併產生新的血管生長來為它提供營養。

細胞骨架和轉移

其中一個焦點是肌動蛋白細胞骨架在轉移中的作用。細胞骨架存在於所有細胞中;它由一個複雜的相互連接的網格組成，它支持細胞，並幫助它保持形狀，即使在壓力下。

細胞骨架也有助於保持每個細胞內的內部結構，以及改變細胞形狀並使其遷移的合同。細胞骨架的一個組成部分是肌動蛋白微絲，它由蛋白質肌動蛋白的長串組成。

最近，肌動蛋白細胞骨架也與癌細胞遷移有關。發表在《自然通訊》(Nature Communications)雜誌上的一項新研究，深入研究了細胞骨架與轉移之間的關係。

來自馬里蘭州巴爾的摩市約翰·霍普金斯大學坎摩爾癌症中心的一組研究人員從五項關於前列腺癌的研究中獲得了公共數據，其中包括關於數百個轉移和原發癌症的化學和遺傳學的細節，或者那些沒有轉移的信息。

AIM1所扮演的角色

特別感興趣的是黑色素瘤1(AIM1)缺失的基因。他們發現，AIM1所製造的蛋白質在20%到30%的前列腺癌中沒有發生，而這些腫瘤並沒有傳播到身體的其他部位，40%的癌症確實擴散了。

此外，在轉移性前列腺癌中，AIM1的數量在兩到四倍之間，而在前列腺癌中則是如此。

儘管AIM1之前與黑色素瘤的發展有關，但它的作用尚不清楚。

我們的實驗表明aim1蛋白丟失了前列腺癌細胞的形狀改變，遷移和入侵的能力。這些能力可以使前列腺癌細胞擴散到動物的不同組織中，也可能是一個人。

邁克爾·哈夫納博士說。

AIM1並不是唯一參與複雜轉移過程的分子，但正如哈夫納博士所言:「在某些情況下，這似乎是它的重要組成部分。」

除了AIM1的數量上的差異，通過用染料跟蹤蛋白質，研究人員還發現了蛋白質在細胞內定位的方式的變化。他們發現，在正常的非癌變的前列腺細胞中，AIM1蛋白位於細胞的外部邊界，與- actin配對，後者是細胞骨架的組成部分。

然而，在前列腺癌細胞中，這種蛋白質並沒有在細胞的邊界附近被發現，也沒有與- actin配對。

在人體組織樣本中，包括81例正常前列腺癌、87例原發性前列腺癌和52例轉移到淋巴結的前列腺癌，均出現了這種改變。

博士Vasan Yegnasubramanian博士- Kimmel癌症中心副教授解釋說,「看起來當AIM1蛋白質含量下降,或當它異常遍布細胞外邊界,而不是局限於前列腺癌細胞的腳手架變得更具延展性,侵入其他組織的能力。」

他們的理論是，當AIM1出現時，細胞的支架可以保持它的剛性和正確的形狀。如果沒有AIM1，這些細胞就能成為變形者，能夠遷移到遙遠的地方，並進入新的位置。

圖表癌症細胞的運動

為了探索這些變形細胞是如何移動的，科學家們與細胞力學專家Steven An博士合作。通過使用最先進的定量單細胞分析，他能夠研究無目標前列腺癌細胞的細胞骨架的特性。

這種對細胞力學本質的深入研究表明，沒有AIM1的細胞比正常的AIM1細胞的細胞骨架要多出兩倍的細胞骨架。他們在細胞上的作用比標準的AIM1水平多三到四倍。

這些是可以幫助細胞遷移和入侵其他組織的屬性的類型。這一觀察結果得到了進一步的實驗的支持，實驗表明，低AIM1的前列腺細胞容易遷移到培養皿上的空區，並滲透到與正常AIM1水平的細胞比細胞快4倍的連接性組織。

AIM1小鼠的組織

為了進一步證明AIM1蛋白在腫瘤遷移中的重要性，研究小組轉向了小鼠模型。他們將沒有AIM1的前列腺癌細胞植入5隻老鼠體內。這些細胞被顯示出比標準AIM1水平高出100倍的其他組織。

值得注意的是，雖然減少了AIM1的細胞能夠成功地在小鼠體內傳播，但它們不能在這些地方建立完整群落。這表明，AIM1損耗只是故事的一部分，還有很多東西需要理解。

正如Yegnasubramanian教授所說，「AIM1可以幫助前列腺癌細胞在全身各處傳播，但當他們到達那裡時，其他一些可能會幫助他們形成全面的轉移性腫瘤。」

研究小組計劃繼續他們在這一領域的工作，研究其他可能參與其中的蛋白質。(白木清水 206551)