如何癌细胞扩散

麻省理工学院和马萨诸塞州综合医院的科学家们发现癌细胞闩上血管和入侵组织形成新的肿瘤——这一发现可以帮助他们发展药物抑制这一过程,防止癌症转移。

循环血液中的癌细胞能够坚持血管壁和构建微小的“桥梁”,注入遗传物质,将血管内皮细胞,使它们更好客的额外的癌症细胞,根据新的研究。

研究人员还发现,他们可以大大减少转移小鼠通过抑制这些nanobridges的形成。

“内皮细胞线每一个血管和细胞接触任何血源性元素。他们作为网关的肿瘤,血管和癌症生物学研究的焦点。这些发现把这些一起两个字段添加更大的洞察力控制癌症和转移,”托马斯·d·和Elazer Edelman说弗吉尼亚w·卡伯特教授健康科学和技术,麻省理工学院的一员的医学科学和工程学,科赫研究所综合癌症研究所的一个研究小组的领导人。

论文的第一作者是Yamicia康纳,麻省理工大学的一名研究生在健康科学和技术(HST)。文章的资深作者施拉迪亚·森古普塔的双眼,HST和哈佛大学医学院的助理教授。

建设桥梁

转移是一个多步骤的过程,允许癌症扩散从原来的站点和身体其它部位的形成新的肿瘤。某些癌症会转移到特定的位置;例如,肺肿瘤扩散到大脑,和乳房肿瘤肝脏和骨骼。

转移,肿瘤细胞必须首先成为移动,这样他们就可以脱离最初的肿瘤。然后他们进入附近的血管,这样他们就可以流过身体,他们成为循环肿瘤细胞(ctc)。这些ctc他们必须找到一个地方可以刊登在血管壁和渗透相邻组织形成新的肿瘤。

与内皮细胞血管排列,通常是抵抗入侵者。

“正常内皮细胞不应使癌细胞侵入,但如果癌细胞可以联系一个内皮细胞,和注入信号,使内皮细胞被完全控制和转换,然后促进转移,“森古普塔说。

研究人员首次发现微小的癌症细胞和内皮细胞之间的桥梁在使用电子显微镜研究这些细胞类型之间的交互。他们推测,癌细胞可能会发出一些信号到内皮细胞。

“一旦我们发现这些结构允许一个无处不在的很多不同的材料的转移,小分子核糖核酸是一个明显的有趣的分子,因为他们能非常广泛的控制细胞的基因组,我们真的不理解,“Connor说。“这成了我们关注的焦点。”

在1990年代初,发现微rna,帮助细胞基因表达进行微调。这些RNA片段,长约22个碱基对,可以干扰信使RNA,防止它被翻译成蛋白质。

在这种情况下,研究人员发现,注入的微rna使内皮细胞“粘性。”也就是说,细胞开始表达蛋白质的表面吸引其他细胞坚持他们。这允许额外的ctc绑定到同一地点和穿透血管进入邻近的组织,形成新的肿瘤。

“这就像是癌细胞相互配合,以促进迁移,”森古普塔说。“也许你只需要1%的内皮细胞变得粘稠,这足以促进转移。”

Non-metastatic癌细胞没有产生这些入侵nanobridges当种植在内皮细胞。

教授埃Ruoslahti细胞,分子,和发育生物学在加州大学圣芭芭拉说,这个发现是一个重要的进步在理解肿瘤转移。

“我发现它特别有趣的监管大分子从肿瘤细胞转移到内皮细胞通过细胞间纳米管似乎更有效(至少相对较短的距离)比exosome-mediated转移,最近受到很多的关注,“Ruoslahti说,他并没有研究团队的一部分。

关闭转移

nanobridges是由蛋白肌动蛋白和微管蛋白,也出细胞的细胞骨架的结构形式。研究人员发现,他们可以抑制这些nanobridges的形成,长约300微米,给予低剂量的药物,干扰肌动蛋白。

当研究人员给这些药物正常小鼠肿瘤转移,肿瘤没有扩散。

森古普塔的实验室现在正在试图找出详细nanobridge形成的机制,着眼于开发药品,更具体地说,抑制过程。

“如果我们能够首先了解这些结构是如何形成的,那么我们可以尝试设计靶向治疗抑制它们的形成,这可能是一种很有前途的新领域开发药物,特别是目标转移,”Connor说。