前列腺癌细胞会变成“变形者”,向远处的器官扩散

前列腺癌细胞会变成“变形者”,向远处的器官扩散
左图:正常前列腺细胞中的AIM1蛋白被染成棕色,位于每个细胞的外边缘。右图:原发性前列腺癌细胞中的AIM1蛋白遍布每个细胞。信贷:自然通讯

约翰霍普金斯大学坎摩尔癌症中心的科学家报告说,他们发现了一种生化过程,使前列腺癌细胞具有几乎非自然的能力来改变形状,挤进其他器官并在身体的其他部位扎根。科学家们表示,他们对这一过程的细胞培养和小鼠研究(涉及一种名为AIM1的癌症相关蛋白质)提出了拦截或逆转癌症转移或扩散能力的潜在方法。

研究结果发表在7月26日的《美国医学杂志》上自然通讯

在这项研究中,约翰·霍普金斯大学的科学家们挖掘了有关数百种原发性和转移性癌症的遗传学和化学的公开研究数据,这些数据包括五项对男性前列腺癌患者的研究。他们发现一种名为AIM1(又名“黑色素瘤1型缺失”)的基因,它制造的蛋白质也被称为AIM1,在大约20 - 30%的局限于腺体的前列腺癌和大约40%的转移性前列腺癌中被删除。此外,科学家们发现,与正常前列腺细胞或局限于前列腺的前列腺癌患者相比,转移性前列腺癌中AIM1蛋白的表达量平均减少了2 - 4倍,这表明AIM1蛋白的减少在某种程度上与肿瘤扩散有关。

除了它与黑色素瘤(一种致命的皮肤癌)的发展有关外,科学家们对AIM1的功能知之甚少。

“我们的实验表明,失去AIM1蛋白会导致改变形状、迁移和入侵的能力。这些能力可以让前列腺癌细胞扩散到动物和人的不同组织中,”迈克尔·哈夫纳博士说,他是约翰·霍普金斯大学坎摩尔癌症中心的病理学住院医师和前博士后,参与了这项研究。“这并不是前列腺癌扩散的全部原因,但在某些情况下,它似乎是其中重要的一部分。”

更仔细地观察AIM1基因及其约翰霍普金斯大学的科学家们发现,很多时候,即使该基因没有完全被删除,其蛋白质产量也会减少,与正常前列腺细胞相比,它在前列腺癌细胞中的位置也会高度异常。科学家们说,这种情况甚至发生在侵袭局部结构并在前列腺内形成侵袭性癌症的原发性前列腺癌细胞中。

研究小组使用染料来追踪AIM1蛋白在实验室培养的人类细胞中的位置,并跟踪它们在正常和癌性前列腺组织中的位置。在正常的前列腺细胞中,AIM1位于每个细胞的外边界,并与一种叫做β -肌动蛋白的蛋白质配对,这种蛋白质有助于形成细胞的细胞骨架或支架。然而,在前列腺癌细胞中,这种蛋白质从细胞的外边界扩散开来,不再与β -肌动蛋白配对。

科学家们在一组人类前列腺组织样本中发现了这种模式,其中包括81个正常前列腺,87个局限性前列腺癌和52个已经扩散到淋巴结的前列腺癌。

Kimmel癌症中心副教授、研究小组成员Vasan Yegnasubramanian博士说:“看起来,当AIM1蛋白水平下降,或者当它不正常地扩散到整个细胞而不是局限于外边界时,前列腺癌细胞的支架变得更具可塑性,能够入侵其他组织。”yegnasbramanian说,在AIM1中,这种支架使正常细胞保持在刚性、有序的结构中。他说,如果没有AIM1,细胞就会变得更具可塑性,成为可以迁移到身体其他部位的变形游牧民。

为了追踪这些变形癌细胞是如何移动的,约翰霍普金斯大学的科学家们用Steven An博士约翰霍普金斯大学布隆伯格公共卫生学院副教授,细胞力学专家,近距离观察了缺乏aim1的前列腺癌细胞,使用复杂和定量的单细胞分析,旨在探测活细胞及其细胞骨架的材料和物理特性。

他们发现,缺乏AIM1的细胞对支架的改造是具有正常水平AIM1的细胞的两倍多,并且它们对周围环境施加的力是具有正常水平AIM1的细胞的三到四倍。安指出,这种细胞特性让人联想到具有高入侵和迁移潜力的细胞。

此外,科学家们发现缺乏AIM1的前列腺细胞能够迁移到培养皿中未被占据的空间,或通过结缔组织样物质入侵,其速度比正常水平的AIM1细胞高4倍。

接下来,该科学团队将不含AIM1的人类前列腺癌细胞植入5只小鼠体内,发现这些细胞向其他组织的扩散水平是植入5只类似小鼠的AIM1正常水平细胞的10到100倍。然而,缺乏AIM1的细胞不能在其他组织中建立完整的菌落和肿瘤,这表明AIM1的缺失并不是肿瘤扩散和生长的全部

“AIM1可能有助于前列腺在全身扩散,但其他一些东西可能会帮助它们在到达那里时形成成熟的转移性肿瘤,”Yegnasubramanian说。

约翰霍普金斯大学的科学家计划进一步研究AIM1蛋白发生了什么导致其异常位置并确定其他蛋白质和基因与AIM1一起引起转移。这样的研究可以帮助科学家找到新的药物靶点,以预防或逆转疾病转移。

更多信息:迈克尔·c·哈夫纳等人。AIM1是一种肌动蛋白结合蛋白,可以抑制细胞迁移和微转移传播,自然通讯(2017)。DOI: 10.1038 / s41467 - 017 - 00084 - 8
期刊信息: 自然通讯

引用:前列腺癌细胞成为“变形者”,扩散到远处的器官(2017,8月8日)2023年1月8日从//www.puressens.com/news/2017-08-prostate-cancer-cells-shapeshifters-distant.html检索
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