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Nature子刊:腫瘤轉移通過骨骼到達其他器官
[ 來源:轉載自網(wǎng)絡   發(fā)布日期:2021-05-25 09:48:29  責任編輯:  瀏覽次 ]


近日,Nature Reviews Cancer雜志發(fā)表了一篇題為"Metastases arrive at other organs via bone"的研究亮點文章。這項研究支持骨轉移可能導致其他器官轉移的假設。繼發(fā)轉移的時機是未來研究的另一個途徑,因為無論這種情況發(fā)生在骨骼病變出現(xiàn)癥狀之前還是之后,都會影響任何旨在防止繼發(fā)轉移的潛在治療的時機。



盡管眾所周知,轉移是許多癌癥相關死亡的原因,但我們對腫瘤擴散背后的生物學過程的了解仍然有限。一個基本的問題是,一個器官的轉移性病變是否會導致其他器官的進一步轉移。臨床數(shù)據(jù)支持可能發(fā)生轉移到轉移的播種,不同器官的轉移通常不是同步發(fā)生的,病變通常首先出現(xiàn)在骨骼。


為了調(diào)查骨轉移是否會導致其他器官的轉移,張等人進行了研究。開發(fā)了一種小鼠模型,在該模型中,癌細胞通過髂內(nèi)動脈(IIA)注射到后肢骨骼。然后,可以監(jiān)測癌細胞從骨骼向其他器官的進一步擴散。IIA將MDA-MB-231或MCF7人乳腺癌細胞或PC3人前列腺癌細胞注射到免疫低下小鼠,或?qū)T-3小鼠乳腺癌細胞注射到免疫功能正常的小鼠,均可導致初始骨損傷。隨著骨骼病變的發(fā)展,其他器官也開始出現(xiàn)病變。如果通過股內(nèi)注射將MDA-MB-231或AT-3細胞移植到骨髓中,在其他器官中也可以觀察到類似的繼發(fā)性損害。


作者使用了之前描述的基于CRISPR-Cas9編輯的進化條形碼系統(tǒng),該系統(tǒng)允許并行的血統(tǒng)追蹤,以進一步檢查他們模型中的轉移時間和起源。將MDA-MB-231或AT-3細胞注射到乳房脂肪墊可導致原位腫瘤的發(fā)展;當這些原發(fā)腫瘤達到一定大小時會被切除,并允許發(fā)生自發(fā)轉移。然后,條形碼系統(tǒng)使作者能夠確定不同器官轉移性病變的"年齡"。對兩只攜帶MDA-MB-231腫瘤的小鼠和兩只攜帶AT-3腫瘤的小鼠的轉移分析表明,其他器官中相當大比例的轉移來自于骨的初始轉移。


作者小組最近發(fā)現(xiàn),骨骼微環(huán)境通過組蛋白賴氨酸N-甲基轉移酶EZH2驅(qū)動的表觀遺傳重編程,促進雌激素受體(ER)+MCF7乳腺癌細胞的干細胞樣特征。為了研究骨微環(huán)境對ER-MB-231細胞的影響,張等人研究了骨微環(huán)境對ER MADM-MB-231細胞的影響。在體外分離該細胞系的單個細胞群,并將它們暴露在小鼠的骨、肺或乳腺脂肪墊微環(huán)境中,然后重新分離這些細胞。暴露在骨骼微環(huán)境中的細胞更容易在額外的器官上定居,并導致小鼠體內(nèi)更高的腫瘤負擔。


與早期研究中觀察到的MCF7細胞相似,被骨微環(huán)境包裹的MDA-MB-231細胞增加了各種干細胞標志物和幾種與上皮到間充質(zhì)可塑性有關的蛋白的表達。此外,骨骼中的MDA-MB-231來源的病變比乳腺脂肪墊中的病變產(chǎn)生更多的循環(huán)腫瘤細胞(CTCs),這些CTCs表達更高水平的干性標記CD44和ALDH1。與此相一致的是,乳腺癌骨轉移患者的CTC比其他器官轉移患者的CTC有更高的CD44表達,提示骨微環(huán)境誘導的干細胞具有潛在的臨床相關性。


此外,骨微環(huán)境介導的MDA-MB-231細胞比暴露在乳腺微環(huán)境中的細胞有更高的EZH2靶基因簽名的表達,體外用EZH2抑制劑處理降低了骨介導細胞中的干性標記的表達。此外,IIA注射MDA-MB-231細胞1周后誘導的EZH2基因敲除并未影響原發(fā)骨病變的發(fā)生,但減少了向其他器官的繼發(fā)轉移。這項研究支持骨轉移可能導致其他器官轉移的假設,但這一假設在癌癥患者中仍有待證實。


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