2023-10-16 20:39

新发现的干细胞可以诱导乳腺癌转移到脊柱

当乳腺癌扩散时,它通常以脊柱为目标。现在科学家们可能终于找到了原因。

纽约威尔康奈尔医学院的病理学家Matthew Greenblatt和他的同事在9月13日的《自然》杂志上报道说,一种新发现的干细胞可以驱使癌细胞进入椎骨。这一发现有助于解释一个长期存在的癌症转移之谜:为什么一些癌症会脱离它们的起源部位,通过血液流动并在脊柱中定居。

休斯顿贝勒医学院的癌症生物学家张翔没有参与这项新研究,他说:“这是我们对骨转移的理解的一个重大进步。”

在转移性乳腺癌患者中,大约70%的人随后会患上骨癌。在骨骼中的骨头中,癌细胞优先寻找椎骨。对于这些患者来说,“脊柱转移是最常见的并发症之一,”格林布拉特说,“也是最可怕的并发症之一。”在脊柱中生根的肿瘤会破坏脊髓,而脊髓中存放着对身体感觉和运动至关重要的神经束。这种损伤会妨碍人们行走、控制膀胱和肠道的能力,并缩短寿命。

格林布拉特说,几十年来,医生们已经知道一些癌症优先寻找脊柱,但没有人能很好地解释其中的原因。1940年提出的一种观点认为,咳嗽等行为会使血液偏离正常轨道,并以某种方式将癌细胞送到脊椎,这种观点至今仍然存在。这是格林布拉特还是医学院学生时学到的。但对他和他的团队来说,“这对我们来说没有科学意义。”

最终有意义的是干细胞。研究人员有一种预感,脊椎骨内的干细胞与骨骼其他部位的干细胞不同,比如手臂和腿上的长骨。在实验室里,这正是他们的发现。格林布拉特的研究小组从小鼠椎骨中提取了一组干细胞,与从长骨中收集的干细胞截然不同。研究人员发现,这些新的干细胞开启了一组独立的基因,在实验中表现不同。

直到现在,科学家们还不知道这两种类型的骨骼含有不同的干细胞群。“我们认为它们是一样的,”比利时鲁汶大学的细胞和分子内分泌学家Geert Carmeliet说,他没有参与这项工作,但写了一篇随附的评论。研究小组的发现提高了脊髓干细胞可能在脊柱疾病中发挥作用的可能性。

在一个关键的实验中,格林布拉特的团队将脊髓干细胞移植到老鼠的一条后腿上,将长骨干细胞移植到另一条后腿上。每次移植都在动物体内形成微型骨骼或类器官——例如,右边是一小块椎骨,左边是一小块长骨。然后,研究人员将乳腺癌细胞注射到老鼠体内,观察它们在哪里结束。

这些细胞到达小椎体的频率几乎是到达小长骨的两倍,就好像被一个叫癌的魔笛手吸引了。这是一种优雅的方式来显示“肿瘤细胞优先来到(椎体)类器官,而不是长骨的类器官,”Carmeliet说。

研究小组发现,在小鼠和人类身上都发现了新发现的脊髓干细胞,它们分泌一种名为MFGE8的蛋白质,作为肿瘤引诱剂,将癌细胞吸引到脊髓组织中。这种蛋白质可能不是唯一的因素,格林布拉特说,“但它是驱使肿瘤细胞进入脊柱的重要因素。”

阻断MFGE8有可能预防或治疗脊柱转移。“我认为这绝对值得进一步研究,”张说。但是,他指出,现在要知道它的治疗意义还为时过早。

格林布拉特的研究小组目前正在探索这种新的干细胞是否能将其他类型的肿瘤细胞招募到脊柱上。例如,当前列腺癌扩散时,它也倾向于通过其他类型的骨骼转移到椎骨。他和他的同事们也很好奇,我们的骨头是否还隐藏着其他东西。“我们开始考虑在骨骼中还可能发现哪些其他的干细胞。”