近日，《自然通訊》期刊發(fā)布了一項(xiàng)重磅研究，揭示了癌細(xì)胞如何利用其周?chē)h(huán)境的變化，改變自身形態(tài)并突破腫瘤邊界擴(kuò)散。該研究歷時(shí)近十年，由倫敦癌癥研究所的維多利亞·桑茲·莫雷諾教授（前為金斯學(xué)院）及英國(guó)倫敦女王瑪麗大學(xué)巴特癌癥研究所（BCI-QMUL）團(tuán)隊(duì)共同完成。此次發(fā)現(xiàn)為抗癌治療開(kāi)辟了新方向，或能在癌癥擴(kuò)散前進(jìn)行有效干預(yù)。

腫瘤是通過(guò)稱(chēng)為細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）的結(jié)構(gòu)聯(lián)系在一起的，類(lèi)似建筑工地上的腳手架，為腫瘤提供支撐。研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，癌細(xì)胞通過(guò)利用這一腳手架結(jié)構(gòu)的布局，作為“路線圖”逃離腫瘤。他們發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞外基質(zhì)的變化能夠觸發(fā)癌細(xì)胞內(nèi)部的變化，改變其形態(tài)并增強(qiáng)其在體內(nèi)轉(zhuǎn)移的能力。

這一突破意味著，原本可能轉(zhuǎn)移的侵襲性腫瘤，現(xiàn)在能夠在早期階段被更容易識(shí)別，從而使臨床醫(yī)生能夠盡早調(diào)整治療方案。相關(guān)藥物也在研發(fā)中，旨在靶向細(xì)胞外基質(zhì)的布局，以及驅(qū)動(dòng)這些細(xì)胞形態(tài)變化的基因，這或許能在癌癥逃逸腫瘤并擴(kuò)散之前，將其阻止。

研究團(tuán)隊(duì)在倫敦癌癥研究所的Breast Cancer Now Toby Robins研究中心進(jìn)行研究，分析了99名黑色素瘤和乳腺癌患者的腫瘤組織樣本。研究人員發(fā)現(xiàn)，腫瘤的細(xì)胞外基質(zhì)在腫瘤的不同區(qū)域布局有所不同。就像建筑腳手架由許多組件構(gòu)成，包括桿狀纖維，在腫瘤中心，這些纖維分布稀疏且無(wú)序，而在腫瘤邊緣則排列得更加緊密和堅(jiān)固。

在腫瘤的最外層，纖維的方向指向遠(yuǎn)離腫瘤的方向，形成了癌細(xì)胞逃逸的“軌道”。在腫瘤邊緣，癌細(xì)胞呈現(xiàn)出更為圓形的形態(tài)，這種形態(tài)與細(xì)胞的侵襲性和轉(zhuǎn)移能力密切相關(guān)。

研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步測(cè)試了腫瘤邊緣環(huán)境是否能使癌細(xì)胞變得更具侵襲性。他們?cè)趯?shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ椭心M了這些條件，并將黑色素瘤癌細(xì)胞注射到小鼠體內(nèi)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在這些環(huán)境下生長(zhǎng)的癌細(xì)胞更容易擴(kuò)散到肺部并發(fā)生轉(zhuǎn)移，而與對(duì)照組的癌細(xì)胞相比，生長(zhǎng)在無(wú)序纖維環(huán)境中的癌細(xì)胞則不易擴(kuò)散。

此外，研究人員還發(fā)現(xiàn)，來(lái)自腫瘤不同區(qū)域的細(xì)胞在基因表達(dá)上存在差異。腫瘤邊緣的細(xì)胞具有更多與細(xì)胞遷移、細(xì)胞形態(tài)圓化以及炎癥相關(guān)的基因，這些基因使得細(xì)胞更加具有侵襲性并提高其存活能力。

研究還揭示，邊緣區(qū)域的細(xì)胞外基質(zhì)中，與組織結(jié)構(gòu)重排相關(guān)的酶類(lèi)基因表達(dá)增加，癌細(xì)胞通過(guò)破壞周?chē)h(huán)境幫助自己逃逸腫瘤。

研究團(tuán)隊(duì)還將這些發(fā)現(xiàn)與14種不同類(lèi)型的癌癥患者樣本進(jìn)行了比較，包括黑色素瘤、乳腺癌、胰腺癌、肺癌和惡性腦腫瘤等。結(jié)果表明，這些基因的高表達(dá)與患者較短的生存期密切相關(guān)。

這些發(fā)現(xiàn)為新型抗癌治療方案的研發(fā)提供了新的思路。例如，靶向賴氨酸氧化酶（LOX）的藥物正在為其他疾病進(jìn)行臨床試驗(yàn)，這些藥物通過(guò)靶向這種在腫瘤邊緣區(qū)域較為豐富的酶來(lái)穩(wěn)定細(xì)胞外基質(zhì)，有望阻止癌細(xì)胞突破腫瘤邊界。倫敦癌癥研究所此前的研究也表明，靶向LOX酶可以成為癌癥治療的新策略。

“我們的研究揭示了癌細(xì)胞突破腫瘤的路線圖，使其能夠在體內(nèi)形成繼發(fā)性腫瘤。現(xiàn)在我們理解了這一路線圖，就可以著手靶向其中的不同環(huán)節(jié)，阻止癌癥擴(kuò)散，”維多利亞·桑茲·莫雷諾教授表示。

“腫瘤周?chē)Y(jié)構(gòu)中的纖維密度逐漸增加，并且像路徑一樣布置，在腫瘤邊緣尤為明顯。未來(lái)的研究應(yīng)該探索如何靶向這一結(jié)構(gòu)，阻止癌細(xì)胞逃逸并沿著這條路徑擴(kuò)散。我們還可能發(fā)現(xiàn)，靶向這些致密的纖維結(jié)構(gòu)能夠使其他藥物更容易到達(dá)癌細(xì)胞，從而提高治療效果?！?/p>

參考文獻(xiàn)：Oscar Maiques et al, Matrix mechano-sensing at the invasive front induces a cytoskeletal and transcriptional memory supporting metastasis,?Nature Communications?(2025).?DOI: 10.1038/s41467-025-56299-7

編輯：王洪

排版：李麗