科学家发现结肠癌细胞的物理特性如何促进转移

发布时间：2024-07-24 16:20:12 栏目：精选知识

导读 加泰罗尼亚生物工程研究所 (IBEC) 领导的一项研究调查了不同类型的结肠直肠癌细胞的机械性能如何影响转移过程。该研究使用患者来源的肿瘤...

加泰罗尼亚生物工程研究所 (IBEC) 领导的一项研究调查了不同类型的结肠直肠癌细胞的机械性能如何影响转移过程。该研究使用患者来源的肿瘤类器官，重点研究表达 LGR5 蛋白的癌症干细胞，LGR5 蛋白是肠道和癌症干细胞更新和分化所需信号传导的关键标志物。结果显示，表达 LGR5 (LGR5+) 的细胞与不表达 LGR5 (LGR5-) 的细胞之间的机械性能存在显著差异。



具体来说，研究人员观察到，不表达 LGR5 的细胞更柔软、粘性更低、移动速度更快，因此它们能够更好地远离主肿瘤。相比之下，表达 LGR5 的细胞更能粘附在血管壁上，并产生间隙，使它们能够侵入其他组织，促进它们生长到体内的新部位，从而可能形成转移。

“这两种细胞类型之间的这种协同转变是一种适应机制，可以帮助它们抵抗微环境中的物理变化并促进癌症进展，”IBEC 的 ICREA 研究教授 Xavier Trepat 解释道。

这项研究发表在著名期刊《自然通讯》上，表明细胞机械性能的这些差异是由于 LGR5+ 细胞中 ERM 蛋白(ezrin、radixin 和 moesin)的减少造成的。这些蛋白质将细胞膜与细胞内部骨架连接起来，影响其硬度和粘附性。通过操纵这些蛋白质，研究小组能够诱导 LGR5+ 和 LGR5- 细胞表现出类似的行为，证实了 ERM 在观察到的机械差异中的关键作用。

Trepat 团队的 IBEC 研究员、该研究的第一作者 Sefora Conti 解释说，他们进行了多项实验来测试 ERM 的效果：

“我们向 LGR5+ 细胞中添加了一种模拟 ERM 功能的合成蛋白质，并观察到它们在机械上与 LGR5- 细胞变得难以区分。另一方面，我们降低了 LGR5- 细胞中 ERM 蛋白的表达，并再次观察到它们与 LGR5+ 细胞的机械差异减少了。这些结果证明了 ERM 蛋白作为干扰结直肠癌转移过程的治疗靶点的潜力。”

研究人员与巴塞罗那生物医学研究所 (IRB) 的 Eduard Batlle 团队合作，还分析了一组患者的单个细胞中 ERM 蛋白的表达模式，并表明 ERM 的减少是结直肠肿瘤的共同特征。

这些发现可能有助于制定治疗和预防结直肠癌转移的新策略，结直肠癌是全球第三大常见癌症，也是癌症相关死亡的第二大原因。

这项研究的负责人 Xavier Trepat 也是巴塞罗那大学 (UB) 的教授，也是生物工程、生物材料和纳米医学生物医学研究网络中心 (CIBER-BBN) 的成员。这项研究是与巴塞罗那基因组调控中心 (CRG)、巴塞罗那生物医学研究所 (IRB)、德国埃尔兰根马克斯普朗克光科学研究所、德国海德堡欧洲分子生物学实验室 (EMBL)、意大利巴勒莫大学和瓦伦西亚菲利普王子研究中心 (CIPF) 合作进行的。