2020年10月29日 訊 /生物谷BIOON/ --日前，一項刊登在國際雜志Science Advances上題為“Decellularized extracellular matrix scaffolds identify full-length collagen VI as a driver of breast cancer cell invasion in obesity and metastasis”的研究報告中，來(lái)自塔夫斯大學(xué)等機構的科學(xué)家們通過(guò)研究揭示了肥胖和癌癥轉移之間的關(guān)聯(lián)。每?jì)擅行曰蛎咳灾芯陀幸蝗藭?huì )在其一生中被診斷為癌癥，但幸運的是，如今科學(xué)家們在多種癌癥的治療上已經(jīng)取得了重大進(jìn)展，尤其是當癌癥局限在一個(gè)小區域中時(shí)，研究者就能通過(guò)手術(shù)切除或化療等手段來(lái)移除病灶。
圖片來(lái)源：Sydney Conner,Oudin Lab
在某些患者中，腫瘤細胞會(huì )脫離原發(fā)性病灶并且入侵機體其它區域，這就是所謂的癌癥轉移，其會(huì )誘發(fā)患者機體廣泛的損傷并讓療法治療變得很困難，實(shí)際上，90%的癌癥死亡都與癌癥轉移直接相關(guān)。癌癥轉移的風(fēng)險在某些人群中尤其高，包括那些肥胖人群，肥胖影響美國黑人和西班牙裔美國人的程度似乎要比一般人群更大，目前研究人員還并不清楚肥胖為何會(huì )以較高的速度誘發(fā)癌癥的轉移。
這項研究中，研究者M(jìn)adeleine Oudin等人就通過(guò)研究揭示了肥胖與癌癥轉移之間的密切關(guān)聯(lián)，以及為何肥胖會(huì )促進(jìn)癌癥發(fā)生轉移。研究者發(fā)現，細胞外基質(zhì)（ECM，促進(jìn)細胞生長(cháng)的支架）中的特殊蛋白或在誘發(fā)肥胖個(gè)體乳腺脂肪組織中癌細胞的侵襲方面扮演著(zhù)非常關(guān)鍵的角色，而ECM的差異或許還能解釋為何肥胖人群擁有較高的癌癥轉移發(fā)生率?？紤]到目前全球人群中肥胖的流行以及其會(huì )增加人群患乳腺癌的風(fēng)險，而研究人員對于ECM在乳腺脂肪組織中促進(jìn)癌癥轉移所扮演的角色的了解非常有限，本文研究中研究人員就開(kāi)始解析這種聯(lián)系的分子起源。
長(cháng)期以來(lái)，科學(xué)家們推測，ECM參與到了癌癥生長(cháng)的前后反應中，其中癌細胞會(huì )誘導ECM的改變，進(jìn)而創(chuàng )建能支持腫瘤進(jìn)一步生長(cháng)的環(huán)境；ECM是膠原蛋白、彈性蛋白、纖維蛋白、酶類(lèi)、層粘連蛋白和其它糖蛋白組成的復雜混合物，但在肥胖人群中，這些組分的水平和組成會(huì )發(fā)生改變，進(jìn)一步導致機體纖維化的發(fā)生，相比瘦弱人群而言，肥胖人群機體中腫瘤的分子支架有很大不同。
文章中，研究人員開(kāi)發(fā)了一種新方法來(lái)研究ECM對癌細胞的影響效應，具體而言，他們從肥胖和瘦弱小鼠以及攜帶腫瘤的小鼠機體提取乳腺組織，并將其中的細胞剝離出來(lái)，從而獲得一個(gè)完整但“空的”ECM，這一過(guò)程類(lèi)似于從海綿中玻璃細胞的方式，這樣只會(huì )留下細胞外基質(zhì)，從而就能制造出一塊洗澡用的海綿，實(shí)際上研究人員將這種“空的”ECMs稱(chēng)之為海綿。隨后他們將來(lái)自三陰性乳腺癌小鼠機體中的癌細胞加入到ECM海綿上來(lái)觀(guān)察其對腫瘤細胞所產(chǎn)生的影響，結果發(fā)現，來(lái)自肥胖和攜帶腫瘤的小鼠機體中的ECM在促進(jìn)腫瘤細胞轉移上具有同樣的效果，而來(lái)自瘦弱小鼠機體的ECM則并不能有效促進(jìn)癌細胞發(fā)生轉移，換句話(huà)說(shuō)，來(lái)自肥胖小鼠機體的ECM就好像已經(jīng)被腫瘤引爆一樣，其在更早的階段就已經(jīng)做好了促進(jìn)癌癥轉移的準備。
圖片來(lái)源：Alonso Nichols
研究者Andrew Wishart說(shuō)道，這種方法的關(guān)鍵優(yōu)勢在于，我們能在產(chǎn)生ECM的組織中觀(guān)察癌細胞如何與ECM相互作用，這要比觀(guān)察在實(shí)驗室中合成的ECM與癌細胞的相互作用更加直觀(guān)且準確；一旦研究者找到一種有趣的相互作用，就能夠剔除ECM中的一些分子改變，從而就能找到到底是哪種蛋白質(zhì)驅動(dòng)了這種反應。通過(guò)觀(guān)察與腫瘤侵襲性行為相關(guān)的ECM改變，研究人員鎖定了一種名為膠原蛋白VI的特殊蛋白。實(shí)際上，膠原蛋白VI能被脂肪組織中存在的脂肪細胞添加到ECM中，實(shí)驗結果表明，膠原蛋白VI水平的升高能促進(jìn)乳腺癌細胞遷移并侵襲到周?chē)M織區域中。此外，研究者還發(fā)現，如果應用特定藥物來(lái)抑制膠原蛋白VI產(chǎn)生的話(huà)，或許就有望控制腫瘤的生長(cháng)和入侵。
本文研究發(fā)現有望幫助研究人員尋找治療癌癥的新型藥物靶點(diǎn)，而這只是科學(xué)家們理解誘發(fā)癌癥轉移的生物學(xué)機制最開(kāi)始的一步；研究者Oudin說(shuō)道，關(guān)于ECM如何誘發(fā)疾病的，我們還有很多不清楚的地方，如今我們正在開(kāi)發(fā)新方法來(lái)利用ECM幫助預測腫瘤的轉移潛能，或者在最易受肥胖和癌癥影響的人群機體中將藥物直接運輸到惡性細胞中，從而幫助治療癌癥。（生物谷Bioon.com）
參考資料：
【1】Andrew L. Wishart，Sydney J. Conner， Justinne R. Guarin， et al. Decellularized extracellular matrix scaffolds identify full-length collagen VI as a driver of breast cancer cell invasion in obesity and metastasis， Science Advances (2020).DOI：10.1126/sciadv.abc3175
【2】The obesity and cancer metastasis connection
by Mike Silver，Tufts University
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