Nature:癌细胞“骗过”神经细胞从一个器官扩散到另一个器官

肿瘤的形态和形式多种多样,可治愈或致命,固体或液体,存在于大脑,骨骼或其他组织内部。他们都有一个共同点,那就是分子欺骗的诀窍。通常,通过假扮成正常细胞或劫持它们,癌细胞可以促进其对生物系统的接管,并学会生长,存活和扩散至新器官。

2020年,9月30日,洛克菲勒大学的科学家在Nature上在线发表题为"Tumoural activation of TLR3–SLIT2 axis in endothelium drives metastasis"的研究论文,他们发现乳腺和肺部肿瘤可能适合神经元转移的信号通路,描述了这些癌细胞如何吸引附近的血管来获取该神经信号,最终使它们从原发肿瘤中逃逸并进入血液

这些发现除了揭示肿瘤与周围环境的关系以前看不见的方面外,这一发现还可能导致诊断和治疗的新策略

研究人员使用乳腺癌和肺癌的小鼠模型研究内皮细胞在癌症的传播中是否也具有积极的“指导性”作用。从高度和不良转移肿瘤中纯化了基因标记的内皮核糖体及其相关的转录本。深度测序表明,转移性肿瘤诱导了轴突指导基因Slit2在内皮中的表达,从而在内皮(高Slit2表达)和肿瘤(低Slit2)之间建立了差异表达。

具有从原发性乳腺肿瘤扩散的癌细胞形成的转移灶(绿色)的小鼠肺

内皮来源的SLIT2蛋白及其受体ROBO1促进了癌细胞向内皮细胞的迁移和血管的浸润。在乳腺癌和肺癌的小鼠模型中,删除内皮Slit2抑制了转移扩散

相反,删除肿瘤Slit2增强转移进程。我们确定了源自肿瘤细胞的双链RNA作为上游信号,通过作用于RNA感应受体TLR3来诱导内皮SLIT2的表达。

SLIT2的内皮细胞特异性缺失抑制了转移

因此,一组内源性逆转录病毒元件RNA在转移细胞中被上调并在细胞外被检测到。因此,癌细胞会选择先天RNA感应来诱导内皮中的趋化性信号传导途径,从而驱动血管的内插和转移。这些发现表明,内皮细胞在驱动转移扩散中具有直接的指导作用,并证明单个基因(Slit2)可以促进或抑制癌症的进展,具体取决于其细胞来源。

肿瘤海盗战术的经典例子是其吸引附近血管并将自身与人体中枢氧和营养供应挂钩的能力。几年前,Sohail Tavazoie实验室的科学家观察到,最终转移的肿瘤倾向于招募比未转移的肿瘤更多的血管,这使人们长期以来一直怀疑,渗入脉管系统不仅有助于肿瘤存活和生长,可能还参与了一个鲜为人知的过程,通过该过程,某些癌细胞能够离开其起源部位,并在体内其他地方播种新的肿瘤。

Tavazoie说:“我们假设血管内壁的细胞会发出信号,指示原发性肿瘤中的癌细胞发生转移。”

实验室研究助理,最新论文的第一作者Bernardo Tavora着手结合复杂的遗传,分子和生化方法寻找信号,包括改良的TRAP形式,纳撒尼尔·亨氏(Nathaniel Heinz)的实验室,这使得查明其他相似细胞与其产生的蛋白质之间的细微差异成为可能。最终,Tavora和他的同事们将信号识别为Slit2,这是神经元通常产生的一种蛋白质。此外,他们还能够解释癌细胞是如何获得成功的。

当它第一次出现在搜索中时,Slit2立即响起了铃声。在神经系统中,这种信号分子有助于引导神经细胞从大脑的一部分延伸到另一部分。例如,洛克菲勒的科里·巴格曼实验室的先前工作表明,它可以调节神经元之间的连通性。蠕虫中的神经元。

研究人员发现,乳腺癌和肺癌细胞利用Tavazoie所谓的“复杂而优雅的机制”来诱使血管细胞制造和释放Slit2,其剂量足以帮助癌细胞开始迁移。他说:“这些细胞首先激活通常沉默的DNA,产生双链RNA,而RNA又反过来又是一种信号,触发了它们自身从原发肿瘤进入血液的运动,并从那里扩散到其他器官。”

在此途径中鉴定出的Slit2和其他分子可能具有诊断作用,例如,通过帮助医生鉴定癌症已经离开原发肿瘤而为时已晚的患者,可以进行干预。塔沃拉说:“抑制这些途径也有可能为遏制转移的新型抗癌药物打开大门。”

论文链接:

https://doi.org/10.1038/s41586-020-2774-y

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