使胰腺肿瘤细胞生长的代谢相互作用

胰腺癌是一种罕见的、难以捉摸的、致命的癌症，五年存活率约为10%。如果癌症已经转移，这个比率会降低到3%。治疗方案非常有限。

“这是最可怕的癌症之一，因为一旦你发现一个人患有胰腺癌，往往已经太晚了，因为没有任何症状，”他说Rupsa达塔他是美国科学院的助理科学家斯卡拉实验室．“存活率很低，因为在那个时候，你真的什么都做不了。”

Skala实验室使用先进的光学成像技术来研究导致肿瘤生长的代谢活动，希望更好地了解肿瘤微环境可以带来新的治疗方法和治疗方法。

在今天发表在杂志上的研究中科学的进步， Datta和同事描述了癌细胞如何劫持胰腺中某些非癌细胞的代谢活动，以促进肿瘤生长。

当癌细胞开始增殖时，肿瘤微环境的一个组成部分是细胞外基质(ECM)，这是一种分子网络，有助于为组成胰腺等器官的细胞提供结构。

非癌细胞也存在于ECM中，如免疫细胞、成纤维细胞和器官特异性支持细胞，如胰腺星状细胞(PSCs)。

Datta说，癌细胞和这些PSCs之间的相互作用是癌症增殖和生存的关键。

“癌细胞可以招募那些非癌细胞为它们工作，”她说。“就像他们被癌细胞的咒语所迷惑。它们会给癌细胞带来营养和其他东西，这样癌细胞就能存活。”

研究人员将胰腺癌细胞和PSCs结合到一个类器官模型中，这是一个凝胶状基质结构中的3D细胞培养环境，更接近于模拟活器官或肿瘤的生物学。

光学代谢成像使研究人员能够实时可视化和测量细胞之间的代谢相互作用。这项技术是非侵入性和无标签的，这意味着它使用细胞固有的自体荧光作为读出，而不是添加其他会损害细胞的试剂。

新陈代谢的变化是通过细胞的还原氧化状态或氧化还原状态来测量的，这种状态随着电子在细胞内分子之间的转移而波动，以帮助它们生长和分裂。

“我们发现，当这些非癌细胞存在时，癌细胞的氧化还原状态变得更加氧化，并朝着增殖方向发展，”Datta说。“当PSCs接触癌细胞时，它们变得越来越少。”

这种细胞间的转移表明，癌细胞可能通过直接与PSCs相互作用并利用代谢过程来支持癌症生长，从而克服细胞增殖的氧化还原限制。

这些细胞之间的物理相互作用究竟如何导致氧化还原状态的变化仍是未知的。但Datta希望对这些相互作用的进一步了解将最终导致靶向治疗，以防止癌细胞增殖和肿瘤发展。

在这项研究中，Skala实验室与癌症生物学家密切合作马特·范德·海登还有他的实验室科赫综合癌症研究所在麻省理工学院(MIT)，由非营利组织资助勇敢面对癌症(SU2C)。

达塔说:“我们的大多数合作者都在威斯康星州，但这是一个远距离合作，所以由于拨款，我可以去他们的实验室，他们也可以来这里。”“这是一个非常有趣的项目，因为我们在不同领域都有专业知识。我们都需要回答这些问题。”

Datta说，虽然Skala实验室开发了先进的成像技术来获得这些代谢测量，但范德·海登实验室在建立类器官模型和将数据纳入生物学角度和癌症领域的相关性方面是不可或缺的。

“我希望这篇论文能展示我们技术的力量。不过，如果更多的癌症实验室采用它，他们仍然需要与像我们这样的具有成像专业知识的实验室合作，”她补充道。“但我们喜欢合作!”

参考:李文杰，李志强，李志强，等。在胰腺肿瘤中，与基质细胞的相互作用促进癌细胞氧化还原状态。Sci副词．2022.doi:10.1126 / sciadv.abg6383

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