转移性乳腺癌细胞转动干细胞基因

这只需要几秒钟:一个癌细胞从肿瘤中分离出来，滑入血液，并迅速停留在身体的其他部位。这些定植剂可能会迅速发展为致命的转移性癌症，或者潜伏数年，在原发肿瘤被切除几十年后才会引发复发。

转移导致绝大多数癌症死亡，但他们的小种子很难跟踪少数研究人员已经设法研究它们。现在，来自旧金山的科学家们描述了捕获和学习个人转移细胞从人类乳腺癌肿瘤移植到老鼠体内当细胞逃入血液并开始在身体其他地方形成肿瘤。

研究人员发现，在这些细胞中表达的遗传程序与它们起源于其起源的原发性肿瘤，并且包括通常在乳腺干细胞中表达的基因。2015年9月23日在线发布的调查结果自然，可以改变研究人员思考癌症如何传播和建议新药物追踪并禁用其致命种子的方式。

在大多数情况下，现代癌症药物忽略了初级和患者之间的差异转移性肿瘤，Zena Werb说，博士，博士，UCSF解剖学教授和副主席，以及新研究的高级作者。

“我们测试药物以使原发性肿瘤缩小的能力，但大多数情况下都不在转移上工作，这使得患者转发患者，”Werb说。“患者患有原有的肿瘤治疗或移除，但随后癌症回到20，30日，40年后，因为只有几种转移细胞坐在周围。”

在该法中捕获转移性癌细胞

博士博士博士表示，没有人真正知道休眠的转移细胞如何隐姓埋名，他们将研究团队作为博士后的博士后研究人员，现在是UC Irvine的助理学士学位，是UC Irvine的生理学和生物物理学助理教授。

“这是癌症领域的一个大黑箱——主要是因为它很难研究，”她说。

因此，劳森说，只有大约7%的乳腺癌资金用于研究转移性癌症，尽管事实上转移性癌症导致了几乎所有的乳腺癌死亡。

Werb的研究小组在之前的工作中发现了乳腺癌肿瘤边缘的一组细胞，这些细胞似乎有转移的可能。它们与血液和周围肿瘤微环境中的蛋白质的密切接触似乎开启了类似于乳腺干细胞的遗传程序——这些细胞允许乳房在青春期形成并在哺乳期间生长。这些自我复制的基因可能使这些细胞特别容易在身体的其他地方产生新的肿瘤。但是研究人员还没有捕捉到这种行为的细胞。

在新论文中，研究人员使用了一种称为患者衍生的异种移植物（PDX）的技术，其涉及将人肿瘤细胞移植到小鼠中。在健康小鼠组织的背景下，来自人肿瘤的盗贼转移细胞伸出像耀斑。研究人员利用流式细胞术制定了一种新方法，使它们捕获通过小鼠血液的单独的人转移性癌细胞或在其体内的其他地方寄存，然后使用新开发的微流体技术来表征这些稀有细胞中的活性基因。

“我们能够以一个全新的分辨率来研究基因表达，”劳森说。“我们可以从大脑中取出12个转移细胞，然后告诉你这12个细胞有什么特别之处。或者是我们在血液中发现的两个细胞。我们发现当转移细胞到达远处组织时，有一些非常独特的东西。”

转移显示干细胞质量

在PDX小鼠的不同器官中携带的人类癌细胞中基因表达的基因表达模式，发现早期和更先进的转移性菌落之间的缺陷差异。在已经在整个器官中繁殖并传播的转移中，癌细胞的基因活性看起来与已移植到小鼠中的原发性肿瘤的基因活动，但是对于新器官特异性的细微不同的特征，无论是淋巴，肝，肺或大脑。

相反，通过血液表达基因的早期转移和癌细胞通常在乳腺干细胞中活跃，与原发性肿瘤细胞相当不同。此外，这些种子细胞表达了预期的特定基因，这些基因将使它们保持在休眠，未分化的状态和对细胞死亡中的相对免疫力，该研究人员所猜测的研究人员可能有助于转移殖民地在新的和敌对环境中存活。

值得注意的是，在小鼠的转移细胞中发现了基因活性的相同特征模式，其肿瘤来自于遗传和临床多样的人类患者。换句话说，使细胞转移性的遗传程序不依赖于其肿瘤的遗传 - 表明新技术可能允许研究人员在各种患者种群中发现和特异性地靶向这些细胞。

洞察力可能导致靶向治疗

研究小组进行了原则实验证明，以证明有关转移基因表达的宝贵信息是如何用于药物发育。由于开始分化为次级肿瘤的转移细胞显示出基因CMYC和CDK2的高表达，研究人员用Dinaciclib处理了24只PDX小鼠，称为抑制药物，该药物已知具有高Myc水平的细胞。然而，44％的对照小鼠（11个中的11个）在四周内发育的继发性肿瘤，研究人员只能在一种药物处理的小鼠（4％）中找到转移细胞。

Werb强调，这项试验只是一个基本的证明，而dinaciclib本身可能是也可能不是靶向转移的理想药物。她说，关键是，这种药物几乎消除了转移，而没有缩小原发肿瘤。

“如果这种药物只在原发性肿瘤上进行了测试，我们就会说它不起作用，”她说。“这告诉我们，如果你想要对待他们的药物，你实际上必须看一下转移。”

安德烈·戈加(Andrei Goga)医学博士说，防止转移细胞入侵身体其他部位多年来一直是癌症研究人员的首要任务。他是加州大学旧金山分校的细胞和组织生物学教授，也是这项新研究的共同通讯作者。“但实际上，当你发现肿瘤的时候，那匹马要么已经离开马厩，要么还没出来。这项新研究令人兴奋，因为如果你知道这些早期转移的基因细胞你可以专门去他们，无论他们在身体里。这是游戏的名称。“

研究人员说，他们在本研究中使用的单细胞基因组学 - 其中UCSF的研究人员联盟正在申请不同的生物和临床问题 - 可能对精密药的新兴领域产生重大影响。

“这绝对是一个勇敢的新世界，”劳森说。“甚至五年前我们不能这样做。这篇论文只是冰山一角。”

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