阻断肌钙素基因可减少乳腺癌细胞的迁移-穿刺号

　　新的研究表明，一种最近才与癌症联系起来的蛋白质对乳腺癌扩散的风险有显著影响，降低细胞培养物和小鼠中这种蛋白质的水平可以减少疾病扩散到最初肿瘤之外的机会。

　　俄亥俄州立大学的医学和工程研究小组先前确定，修改单个基因以降低乳腺癌细胞中这种蛋白质的水平会降低细胞从肿瘤部位迁移的能力。

　　在该杂志上发表的一项新研究中，研究人员报告了在动物身上的类似发现。研究表明，被植入缺乏这种蛋白质的乳腺癌细胞的老鼠，会发育出小的、自成一体的肿瘤，这些肿瘤由没有离开肿瘤的细胞组成。相比之下，被植入含有这种蛋白质的癌细胞的老鼠出现了更大、不规则的肿块，并显示出癌细胞侵入周围组织的迹象。

　　研究表明，减少这种被称为肌钙素的蛋白质的产生，主要通过两种方式影响癌细胞:通过改变与转移有关的许多基因的激活，使其有利于正常的细胞行为，以及通过改变癌细胞的机械特性——包括它们的形状和入侵能力——使它们更有可能保持在一起，而不是分裂到其他组织。

　　研究人员说，Myoferlin对乳腺癌细胞分子和机械过程的影响表明，根据肿瘤细胞中检测到的蛋白质水平和机械特性，最终可能会为患者量身定制诊断方法甚至治疗方法。尽管临床应用还需要数年时间，但科学家们表示，双管齐下的方法研究这种蛋白质的作用，扩大了它在诊断和治疗方面的潜在用途。

　　“从理论上讲，如果患者的肿瘤中肌钙素水平很低，那么它就会被定义为很小，外科医生可以切除它，而且它不会转移。这就是我们在含有沉默蛋白的小鼠身上看到的结节型肿瘤，”俄亥俄州韦克斯纳医学中心妇产科教授、该研究的资深作者道格拉斯·克尼斯说。

　　Kniss和他的同事们在研究中使用了三阴性乳腺癌细胞的亚型，三阴性乳腺癌是乳腺癌中最致命的一种，因为它有扩散的可能性。“由于三阴性细胞是最危险的，我们确实想知道这种蛋白质是否只与最危险的癌症类型有关，或者它是否更普遍。我们目前还不知道答案，”他说。

　　Kniss与俄亥俄州立大学生物医学工程副教授Samir Ghadiali合作，研究这项工作的机械方面。了解蛋白质对基因的影响只是这个谜题的一部分:物理和机械力量对癌症进展的影响是一个新兴的研究领域，但仍然是一个新的研究领域。

　　“我们现在看到的是，这些机制将决定癌细胞迁移的速度是快还是慢，或者是否会脱离。这种机制有可能成为一种更具体的诊断标记，”Ghadiali说。

　　这种蛋白质在癌症中的作用是Kniss实验室的一个意外发现，因为在他的团队进行这一研究之前，只有少数研究描述了这种联系。

　　“我们因为怀疑而感到内疚，”身为俄亥俄州立大学围产期研究实验室主任的Kniss说。“因此，我们决定敲除乳腺癌细胞中的肌钙素基因，这些细胞会做出奇怪的事情。他们入侵得不是很好。”

　　这种细胞行为的核心是单个基因的缺失如何改变数十个其他基因的激活水平，抑制与转移性疾病相关的基因，增加与正常组织相关的基因的活性。但是，在缺乏这种蛋白质的情况下，细胞也会改变形状和其他特性，从而降低它们离开肿瘤的可能性——这表明肌钙素不仅改变了癌细胞中的基因，还改变了细胞的机械特性。

　　在这项最新的研究中，研究人员分析了与正常乳腺癌细胞相比，肌钙素水平显著降低的乳腺癌细胞的各种机械变化。科学家们使用一种改良的病毒来传递RNA片段来阻断肌钙蛋白基因。

　　当这种蛋白质存在时，这些细胞开始呈圆形，并以类似鹅卵石的模式粘在一起，变得不规则，并倾向于以一种不协调的方式从肿瘤部位分离——这是转移的标志。它们也失去了“粘性”或粘附性，使它们更容易脱离邻近的细胞。

　　相比之下，缺乏这种蛋白质的癌细胞倾向于保持它们通常的形状和粘性，如果它们有任何移动，它们会聚集在一起——所有这些特征都会导致肿瘤在手术切除时保持完整。

　　与力学相关的最令人惊讶的发现与细胞的硬度有关。关于转移性疾病的主流理论认为，转移性癌细胞必须是柔软的，或者像培乐多(Play-Doh)一样柔韧，以便在它们移动并侵入身体的遥远部位时挤压组织、血管和更多的组织。但是肿瘤细胞中含有正常水平的肌钙素(可能会迁移的细胞)，它们被发现是坚硬的而不是柔软的，类似于硬化的模型粘土。