研究发现,癌细胞竟会全体“冬眠”躲过化疗
发布时间:2021-01-15
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科学家们发现,癌细胞竟会进入一种类似“冬眠”的状态,几乎不需要任何营养,非常低调地“熬”过化疗阶段,等待卷土重来。

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癌症为什么难治?其中一大原因在于,癌细胞会利用一切能想到的机制,逃脱化疗药物和靶向药物的追杀,窜逃到身体各个部位。这也正是很多癌症对药物产生耐受,导致治疗失败和肿瘤复发的原因。

 

近日,顶尖学术期刊《细胞》上发表的一项新研究,让我们对癌症的狡猾之处有了全新的认识。科学家们发现,癌细胞竟会进入一种类似“冬眠”的状态,几乎不需要任何营养,非常低调地“熬”过化疗阶段,等待卷土重来。可喜的是,探索这一机制的研究人员,也已经找到了针对这种耐药性的抗癌策略。

 

时间回到三年前,加拿大玛格丽特公主癌症中心(Princess Margaret Cancer Center)的Catherine O'Brien博士听了一场学术报告,内容与她研究的消化道癌症似乎并没有什么直接关系,讲的是小鼠的胚胎发育,有一种被称为“滞育”(diapause)的奇妙现象。事实上,科学家们发现,包括小鼠在内的100多种哺乳动物可以在高温、寒冷或缺乏食物等不利条件下,让胚胎暂停发育,等到环境条件转好后,再让妊娠继续。

 

人类似乎失去了这种胚胎滞育的能力,但O'Brien博士灵光一闪:“癌细胞会不会是利用这种生存机制在恶劣的化疗环境中活下来?”为了检验这种可能性,她与作报告的科学家Miguel Ramalho-Santos博士取得联系,并展开了合作。

 

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图片来源:123RF

 

研究人员将一些来自结肠癌患者的肿瘤细胞放在培养皿中培养,并用化疗药物进行处理。原本快速增殖的癌细胞分裂速度减慢,代谢大大降低。利用先进的测序技术,检查这些癌细胞的基因表达谱发现,它们与滞育小鼠胚胎有着惊人的相似性。

 

结合测序结果和数学模型的分析还显示,能够进入类似滞育状态的癌细胞并非只是具有特定基因表达特性的一小群细胞,而是所有癌细胞。

 

▲在化疗诱导下,癌细胞可以进入一种缓慢生长的状态,并且似乎所有癌细胞都拥有这种能力(图片来源:参考资料[1])

 

“肿瘤就像一个完整的生物体,能够进入缓慢分裂的状态,节省能量,提高存活能力。”O'Brien博士描述道。你可以把这些癌细胞想象成进入冬眠的熊,另一位研究作者Aaron Schimmer补充说。

 

冬眠的熊会醒来。在停止使用化疗药物处理后,癌细胞们也会再次全速增殖。

 

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图片来源:123RF

 

那么,有办法不让冬眠的熊醒来吗?进一步探索背后的机制,研究人员发现,与滞育的胚胎相似,处于缓慢分裂状态的癌细胞,需要激活一种叫作“自噬”(autophagy)的细胞过程。也就是说,它们会循环使用自身的蛋白质或细胞成分,以便在化疗导致的恶劣环境中活下去。

 

顺着这个思路,研究人员发现了治疗的机会:如果在化疗中干扰癌细胞的自噬,是不是就能降低癌细胞的生存能力,避免癌症的复发?后续实验证实了这一点。研究人员测试了一种抑制自噬的小分子化合物。而失去自噬功能的癌细胞,终于被化疗药物成功杀死。

 

参考资料

[1] Sumaiyah K. Rehman et al, (2021) Colorectal Cancer Cells Enter a Diapause-like DTP State to Survive Chemotherapy. Cell. Doi: https://doi.org/10.1016/j.cell.2020.11.018

[2] Cancer cells hibernate like bears to evade harsh chemotherapy. Retrieved Jan. 11, 2021, from https://medicalxpress.com/news/2021-01-cancer-cells-hibernate-evade-harsh.html


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