肿瘤细胞身份的变速箱改变了
癌细胞会经历压力。他们必须对抗免疫系统的攻击或抗癌疗法。如果它们试图在其他组织上定居，就必须脱离细胞外基质，进入血液，并在全身旅行过程中存活下来。然后离开，开始建立一个新的殖民地。细胞改变其特性以面对它们所遇到的所有挑战的能力被称为可塑性。在上皮性实体肿瘤中，包括非常常见的肺癌、乳腺癌、结肠癌和胰腺癌，肿瘤细胞的可塑性劫持了一个被称为上皮-间质转化(EMT)的细胞发育过程。
EMT通常与激酶有关，激酶是一种像开关一样作用的酶，在细胞中开启或关闭生化过程。由柏林Helmholtz协会(MDC)分子医学Max Delbrück中心的Gaetano Gargiulo博士领导的科学家们现在发现了另一类蛋白质，染色质调节剂，在肿瘤细胞EMT中起着关键作用。这意味着它们显著地影响了如何肿瘤细胞改变。“我们的发现可能有助于我们设计治疗策略，以中和肿瘤细胞的逃避策略，”主要作者Michela Serresi说。这项研究发表在该杂志上科学的进步。
CRISPR和分子报告器的结合
EMT通过削弱肿瘤细胞的极性和细胞间粘附性，使肿瘤细胞具有如此强的可塑性。EMT是一种细胞过程上皮细胞转化为间充质细胞。上皮细胞具有固定的细胞极并相互连接。而间充质细胞更呈梭形，细胞极性灵活，不需要细胞间粘附。上皮细胞和间充质细胞之间的无缝过渡在胚胎发育中起着重要作用。EMT与相反的间充质-上皮转变过程一起，使周围神经系统在胚胎发生过程中从神经嵴发育成为可能。因此，这一过程对人体正常细胞具有各种形式和功能至关重要。然而，与EMT一样重要的是，它也可能是破坏性的。例如，在实体癌症中，它使肿瘤细胞脱离细胞外基质并在体内移动。
通过使用分子报告器和CRISPR干扰屏的组合，科学家们能够详细研究这一过程的控制机制。分子报告器是基于DNA片段，当肿瘤细胞发生复杂过程时，例如当肿瘤细胞改变其细胞的身份．在他们的研究中，研究人员可以调节肺的EMT癌症细胞使用药物后，通过报告器观察其身份的变化。
癌细胞身份的改变不是单行道
然后，他们检查了所有数百种激酶和染色质蛋白的调节荧光报告的能力。染色质是组成染色体的物质。它使某些基因在某些细胞中打开而在另一些细胞中关闭。在此过程中，染色质决定了肿瘤细胞的特性，比如它们是上皮细胞还是间质细胞。这些特征并不是一成不变的，而是可以改变的——从上皮细胞到间质细胞，反之亦然。Gargiulo说:“癌细胞的身份变化不是单行道。”
那么，如果染色质蛋白决定了肿瘤细胞的亚型，它们也会调节从一种亚型到另一种亚型的转化吗?怎么做?哪些蛋白质更重要?为了找到答案，Serresi使用CRISPR基因编辑工具从细胞基因中剪下染色质片段。在某些情况下，取决于哪些蛋白质被沉默，肿瘤细胞通过改变它们在上皮或间质方向上的特性来反应。Serresi总结道:“染色质蛋白基本上决定了肿瘤细胞的可塑性，通过向一个或另一个方向推动它们的特性，给予支持或将其推开。”
激酶吹响号角，染色质控制方向
因此，染色质对EMT的影响比以前认为的要大得多。“虽然激酶就像急救医生的油门踏板，染色质蛋白质是控制细胞可塑性的速度和方向的齿轮箱，”Gargiulo总结了这一过程。
这位科学家说:“这一发现使我们离精确癌症治疗又近了一步。”“因为它为我们提供了一个体外系统，我们不仅可以观察治疗的效果肿瘤细胞的生存也取决于它们试图通过改变来生存身份“对癌细胞可塑性背后的分子机制的详细了解，可以帮助制定治疗策略来对抗癌症癌症细胞规避机动。
