盘点科学家们在癌症转移扩散研究领域取得的新进展
图片来源：Cancer Cell, 2020, doi:10.1016/j.ccell.2020.10.004
【1】Cancer Cell：揭示促进癌症扩散到大脑中的关键基因YTHDF3
doi：10.1016/j.ccell.2020.10.004
每年约有20万名癌症患者被诊断为脑转移，但由于癌症向大脑扩散的机制仍不清楚，因此治疗方案很少。如今，在一项新的研究中，美国弗吉尼亚联邦大学梅西癌症中心科学家Suyun Huang博士及其团队通过展示一种鲜为人知的称为YTHDF3的基因如何在这一过程中发挥重要作用，为在未来开发新的疗法带来了希望。相关研究结果近期发表在Cancer Cell期刊上。
文章中，研究者以建立癌症向大脑扩散的模型而闻名。在这项新的研究中，Huang团队发现YTHDF3表达的增加与乳腺癌患者的脑转移和不良生存结果相关。他们还证实，这个基因是脑转移过程中的多个步骤所需的。Huang说，“这项研究可能提供一种标志物来帮助医生较早地诊断脑转移，同时也为开发预防和治疗脑转移的新药物提供一个靶点。”Huang团队发现，与原发性乳腺肿瘤相比，乳腺癌脑转移瘤中的YTHDF3基因拷贝数增加。基因的拷贝数指的是它在基因组中出现的次数。转移性肿瘤DNA中YTHDF3的拷贝数增加表明，随着癌细胞的复制和扩散，突变发生了。
【2】Gastroenterology：新型基因疗法或有望靶向作用肠癌扩散进而杀灭癌细胞
doi：10.1053/j.gastro.2020.11.011
近日，一项刊登在国际杂志Gastroenterology上的研究报告中，来自南澳健康与医学研究所等机构的科学家们通过研究分析了基因疗法是否能帮助治疗转移性肠癌患者；与大部分癌症一样，肠道能被支持癌症生长的多种正常细胞所包围，目前研究人员正在研究为何其中某些支持性细胞（成纤维细胞）能帮助癌症生长，而其它支持性细胞则会主动发挥作用阻断癌症的生长。
研究者Susan Woods说道，在肠癌中我们都知道，预后最差的患者机体中往往有很多促进或支持肿瘤生长的成纤维细胞；坏的成纤维细胞能促进肿瘤细胞的异常生长，而好的成纤维细胞则会减缓肿瘤生长并减少肿瘤的扩散；文章中，研究人员揭示了癌症“腐败”成纤维细胞促进其生长的分子机制，同时阐明了一种病毒运输的基因疗法或能在肿瘤微环境中产生好的成纤维细胞信号。
【3】PRSB：新发现！癌细胞或能感知周围环境更高效地进行扩散！
doi：10.1098/rspb.2020.2523
近日，一项刊登在国际杂志Proceedings of the Royal Society B上的研究报告中，来自雷丁大学等机构的科学家们通过研究发现，癌细胞会能通过开启或关闭感知其周围环境、移动、隐匿并生长新肿瘤的能力来进行扩散。这种对周围环境所产生的敏感性是使得少量癌细胞要比肿瘤中其它癌细胞更善于扩散的关键能力。
文章中，研究人员开发了一种新方法，其能将进化生物学与人工智能技术相结合，比以往更加详细地研究癌细胞的运动和形状，从而阐明为何某些癌细胞能够更加容易地移动到机体其它部位并制造新的肿瘤组织。研究者表示，某些细胞能够表现出对周围环境做出反应的明显意识和能力，而此前研究人员认为这在癌症中是缺失的，这意味着，癌细胞能通过调整其形状，更有效地绕过诸如血管壁或其它竞争细胞等屏障，从而更好地在机体其它部位进行增殖。
【4】Nature：科学家深入解析淋巴结如何帮助癌细胞发生扩散？
doi：10.1038/s41586-020-2623-z
几十年来，临床医生已经清楚知晓，多种类型的癌细胞在通过血液扩散到远端器官之前，会首先扩散到淋巴结中，近日，一项刊登在国际杂志Nature上的研究报告中，来自西南医学中心等机构的科学家们就解释了其中的原因，同时研究人员还提供了开发抑制癌症扩散的疗法的新型靶点。文章中，研究者发现，穿过淋巴结的黑色素瘤细胞会覆盖上一层保护膜，从而促使其在血液中高水平的氧化性压力中存活并能形成远端肿瘤组织，当癌症转移到机体其它部位开始扩散后，很多癌症患者都会发生死亡，当原发性肿瘤部位的癌细胞通过血管扩散或在进入血液之前通过淋巴管进行迁移时，就会发生癌症扩散。
研究者Sean Morrison博士表示，此前研究人员重点分析了癌细胞如何通过血液进行转移，但很少研究通过血液转移的癌细胞和通过淋巴结转移的癌细胞之间的差异，本文研究结果表明，通过淋巴结转移或能为黑色素瘤细胞提供保护免于其在转移过程中经历氧化性压力，从而就能促进黑色素瘤细胞的生存和扩散。研究者揭示了当将人类黑色素瘤细胞通过静脉注射或注入小鼠淋巴系统后这些黑色素瘤细胞的行为变化，结果发现，相比直接注入小鼠机体血液的黑色素瘤细胞而言，直接注射到淋巴结中的癌细胞能够存活地更好，且更易于形成肿瘤。
【5】JBC：揭示特殊的细胞蛋白控制癌症扩散的分子机制
doi：10.1074/jbc.RA120.014464
深入揭示控制癌症生长和迁移的细胞信号或能帮助寻找有效的抗癌药物，近日，一项刊登在国际杂志Journal of Biological Chemistry上的研究报告中，来自麦吉尔大学等机构的科学家们通过研究发现了或能帮助理解结直肠癌发病机制的关键生化过程。文章中，研究人员分析了参与癌细胞扩散的关键酶类的行为，他们指出，名为PRL3的酶类和能将镁离子在细胞内外移动的另外一种蛋白之间或许存在一种更加精细化的相互作用，而这种相互作用对于结直肠癌的生长至关重要。
研究者Kalle Gehring博士表示，这些酶类首先会出现在被激活从而开启细胞生长的肝细胞中，因此其或许就能扮演生长信号的角色；一般认为，PRL3蛋白能扮演控制癌细胞的特殊酶类的角色，而研究者却发现，一种促进PRL3活性缺失的突变或许会一直维持对癌症生长和迁移相同的影响效应，本文研究中，研究人员发现了PRL3酶的第二种活性，即控制镁离子转运蛋白，其会指导癌细胞在机体其它部位发生扩散，然而这种突变蛋白似乎并没有催化活性，但却能与镁离子转运蛋白紧密结合，并能与野生型蛋白一样具有致癌特性。
图片来源：Chinese Academy of Sciences
【6】JAMA Network Open：中国科学家开发出了一种新型深度学习技术 或有望成功预测胃癌患者的隐匿性腹膜转移！
doi：10.1001/jamanetworkopen.2020.32269
胃癌（stomach cancer）是一种常见的胃肠道恶性肿瘤，腹膜转移常常会发生在大多数晚期胃癌患者中，这被认为是一种侵袭性的癌症，患者往往预后较差。胃癌腹膜转移患者通常并不适合接受根治性的手术；因此，数千检测和腹膜转移的诊断是决定治疗策略和避免不必要手术的关键。
近日，一项刊登在国际杂志JAMA Network Open上题为“Noninvasive Prediction of Occult Peritoneal Metastasis in Gastric Cancer Using Deep Learning”的研究报告中，来自中国科学院深圳先进技术研究院等机构的科学家们通过研究开发了一种深度学习技术来帮助预测胃癌患者的隐匿性腹膜转移，文章中，研究人员提供了一种新型和非侵入性的方法来诊断胃癌患者，相关研究结果有望帮助开发对胃癌患者进行个体化的手术治疗。
【7】Nat Med：突破！科学家揭示癌细胞肝脏转移的癌症患者预后较差的原因！
doi：10.1038/s41591-020-1131-x
近日，一项刊登在国际杂志Nature Medicine上的研究报告中，来自密歇根大学等机构的科学家们通过研究解释了为何癌症扩散到肝脏的患者往往预后疗效较差。研究者指出，当癌症患者机体的癌细胞扩散到肝脏时，其病情往往要比癌细胞扩散到机体其它部位更加糟糕，不仅如此，变革性的免疫疗法往往对这些患者的治疗效果不佳。
这项研究中，研究人员揭开了其中的原因和一种可能性的解决策略，他们发现，肝脏中的肿瘤或会“虹吸”关键的免疫细胞并使得免疫治疗变得无效；但在小鼠肝脏中将免疫疗法与放疗相结合或能恢复这些免疫细胞的功能并产生较好的治疗效果。研究者Michael Green说道，癌症肝脏转移患者从免疫疗法中或许获益甚微，然而免疫疗法如今已经改变了多种癌症的治疗策略；本文研究表明，我们或许能利用放疗手段来逆转患者的这种耐受性，这或许就能够给患者的治疗预后产生真正的影响。
【8】Nat Commun：特殊的调节性RNAs或会促进乳腺癌发生转移！
doi：10.1038/s41467-020-20207-y
近日，一篇刊登在国际杂志Nature Communications上题为“MaTAR25 lncRNA regulates the Tensin1 gene to impact breast cancer progression”的研究报告中，来自冷泉港实验室等机构的科学家们通过研究发现，一种基因调节性的RNA片段或能促进多种乳腺癌扩散；在动物模型中，研究人员或能利用一种靶向作用RNA并诱发其破坏的特殊分子来抑制转移性肿瘤的生长，相同的策略或许也能用来帮助开发新型乳腺癌疗法。
早在2016年，研究人员Spector及其同事就通过研究发现，相比非癌变的相同类型细胞而言，乳腺癌细胞中或许普遍存在多种RNA分子，这些RNA分子均为长链非编码RNAs（lncRNAs），其并不能编码产生蛋白质，但却在细胞中扮演着多种调节性功能；本文研究中，研究人员就揭示了其中一种名为MaTAR 25（Mammary Tumor-Associated RNA 25，乳腺肿瘤相关RNA 25）的lncRNA分子如何影响小鼠机体乳腺癌细胞的行为。
【9】Nature：重磅！科学家成功绘制出人类癌细胞系的转移图谱！
doi：10.1038/s41586-020-2969-2
近日，一篇发表在国际杂志Nature上题为“A metastasis map of human cancer cell lines”的研究报告中，来自美国Broad研究所等机构的科学家们通过研究成功绘制出了人类癌细胞系的转移图谱，相关研究结果或有望帮助阐明癌症的转移机制并开发出有效预防癌症转移及癌症治疗的新型疗法。
癌症所引起的大部分死亡都能通过癌症转移来进行解释，然而而由于体内模型的复杂特性，大规模的癌症转移研究一直都不切实际。这项研究中，研究人员引入了一种体内条形码策略，其能够大规模地确定小鼠异种移植物中人类癌细胞系的转移潜能，文章中，研究人员证实了这种新方法的稳定性、可扩展性和可重复性，并将该方法应用于来自21种不同类型实体瘤的500个细胞系中。
【10】Cell Rep：科学家成功揭示癌细胞转移的起源和新型分子机制
doi：10.1016/j.celrep.2020.108372
在设计出有效的治疗方法以前，研究人员必须了解抗癌物质对在巨大的肿瘤异质性中诱发癌症转移的细胞或细胞类型的具体作用效应，近日，一项刊登在国际杂志Cell Reports 上的研究报告中，来自瑞士日内瓦大学等机构的科学家们通过研究利用名为spiked-scRNAseq的技术将转录组与结肠癌肿瘤中单细胞的转移表型联系了起来，他们识别出了名为VSIG1的基因在细胞间相互作用中的重要性，即该基因能有效抑制癌症转移，相关研究或有望帮助科学家们开发出治疗癌症的新型疗法，同时研究者也证实了利用这种新技术能够检测抵御癌症转移的药物，包括一些个体化的抗癌药物等。
目前，很多治疗癌症的药物疗法往往不能很好地抵御癌细胞的转移，实际上如今开发新型疗法已经成为了全球科学家们共同进行的一项行动，其或将给患者的治疗产生明显的影响，为了让这些疗法变得更加有效，这些药物就需要仅靶向作用能够诱发癌症转移的细胞。肿瘤往往由具有异质性的细胞组成，其中一些细胞会诱发转移，而一些细胞则不会，那么如何靶向作用合适类型的肿瘤细胞来治疗癌症呢？这或许就成为了科学家们需要深入研究的问题了。（生物谷Bioon.com）