普林斯頓大學(xué)華裔科學(xué)家發(fā)現(xiàn)乳腺癌骨轉(zhuǎn)移機制
骨轉(zhuǎn)移中起破壞性作用的“Jagged1”信號分子被癌細胞(藍色)用來激活骨細胞中的Notch信號通路(綠色閃光),從而過度增強溶骨細胞(粉紅色)的破骨功能,同時讓成骨細胞(棕色)釋放一種叫IL-6的腫瘤生長因子,從而達到破壞骨骼并促進癌細胞生長的目的。骨骼被溶解過程中釋放出的另一種稱為TGF-beta的生長因子能夠進一步促使癌細胞高度表達Jagged1,zui終形成一個惡性循環(huán)。
近日,來自美國普林斯頓大學(xué)華裔科學(xué)家的研究,揭開了乳腺癌如何向骨骼轉(zhuǎn)移的“秘密”,這一研究結(jié)果有助于開發(fā)針對業(yè)已發(fā)生轉(zhuǎn)移的乳腺癌的新療法。該研究即將于2月15日作為封面文章發(fā)表在癌癥研究的雜志《癌細胞》(Cancer Cell)上。
晚期乳腺癌患者體內(nèi)的癌細胞經(jīng)常可以通過在整個身體內(nèi)部遷移而產(chǎn)生惡性骨腫瘤。普林斯頓大學(xué)的科學(xué)家通過對一種名為“Jagged1”的信號傳導(dǎo)蛋白的研究,發(fā)現(xiàn)了腫瘤細胞如何破壞骨骼的分子機制,從而開啟了可以阻斷這種破壞性過程的藥物治療的大門。
“迄今為止,針對此類病人我們還沒有太多的治療方法。雖然醫(yī)生能夠控制這些骨癌的癥狀,但是除此之外毫無辦法。”領(lǐng)導(dǎo)此項研究的普林斯頓大學(xué)分子生物系副教授康毅濱告訴《科學(xué)新聞》,“而我們的發(fā)現(xiàn)將開辟一條新的治療方案。”
大約有70%~80%的晚期乳腺癌患者其乳腺癌轉(zhuǎn)移到骨頭中,此外,它們還可能轉(zhuǎn)移到大腦、肺部和肝臟等部位。在晚期前列腺癌、肺癌和皮膚癌患者當中,這種轉(zhuǎn)移性骨癌也是非常普遍的。
康毅濱研究團隊的這項研究表明,乳腺腫瘤細胞通過細胞信號過程能夠給骨細胞錯誤的指令,從而對病人產(chǎn)生致命后果。人體內(nèi)數(shù)十億細胞必須通過一系列信號傳導(dǎo)的才能得以正常發(fā)育并有效地維持正常的生理機能。在運作這一過程的復(fù)雜系統(tǒng)當中,細胞信號發(fā)揮著重要的作用,但是對于腫瘤病人而言,信號分子與接收信號的分子之間的出現(xiàn)了錯誤。
在健康人中,溶骨細胞每天會溶解一小部分舊的骨骼,并由成骨細胞合成補充新的骨骼,從而保持骨骼的健康和功能??狄銥I認為,在骨轉(zhuǎn)移中起破壞性作用的“Jagged1”信號分子被癌細胞用來激活骨細胞中的Notch信號通路,過度增強了溶骨細胞的破骨功能,同時讓成骨細胞釋放一種叫IL-6的腫瘤生長因子,從而達到破壞骨骼并促進癌細胞生長的目的。骨骼被溶解過程中釋放出的另一種稱為TGF-beta的生長因子能夠進一步促使癌細胞高度表達Jagged1, zui終形成一個惡性循環(huán)。
康毅濱說:“這一發(fā)現(xiàn)將為癌細胞研究人員提供一個明確的目標,即研究一種可以抵消Jagged1的破壞能力以阻止其干擾骨骼正常功能的方法。”
這一研究已受到乳腺癌研究和治療的同行們的廣泛關(guān)注。美國紐約斯隆·凱特林癌癥研究中心(Memorial Sloan-Kettering Cancer Center)乳腺癌研究醫(yī)師Jacqueline Bromberg認為這一發(fā)現(xiàn)前景光明。她說:“骨轉(zhuǎn)移在晚期乳腺癌患者中極為常見,雖然有許多方法例如抑制雌性激素、輻射和化療等方法可以放慢腫瘤的生長,但是目前還是沒有有效的*癌癥骨轉(zhuǎn)移的治療方法。”美國印第安納大學(xué)醫(yī)學(xué)院腫瘤學(xué)教授Theresa Guise認為:“這一發(fā)現(xiàn)充分展示了腫瘤細胞和骨細胞之間的相互作用,其意義非常重大。”
阻止這一破壞性通路是治療轉(zhuǎn)移性骨癌的方法之一,停止這一過程的關(guān)鍵是必須找到抵消Jagged1信號分子或其受體Notch的方法??狄銥I認為在Notch通路上設(shè)置路障可以解決這一問題,例如通過降低gamma分泌酶的活性來阻止Notch通路的激活,沒有g(shù)amma分泌酶,Jagged1對骨細胞的錯誤指令將無法完成。
美國制藥*默克制藥公司已經(jīng)研制了能夠阻止gamma分泌酶的藥物──gamma分泌酶抑制劑(GSI),從而為康毅濱的研究提供了支持。“這一藥物已經(jīng)表現(xiàn)出了具備對付轉(zhuǎn)移性骨癌細胞的能力。在動物試驗中,GSI能夠阻擋在腫瘤細胞和骨細胞之間的致病信號,GSI可以有效地降低癌癥的骨轉(zhuǎn)移以及骨骼的顯著破壞。”康毅濱說。他希望不遠的將來臨床醫(yī)生能開始運用GSI進行臨床試驗來治療乳腺癌的轉(zhuǎn)移。
主持這一研究的康毅濱博士于1995年從上海復(fù)旦大學(xué)遺傳學(xué)系本科畢業(yè)后赴美國杜克大學(xué)攻讀博士學(xué)位。2000年博士畢業(yè)后獲美國艾文頓基金會博士后研究獎并加入位于紐約的史隆·凱特林癌癥研究中心從事博士后研究。從2004年9月起應(yīng)聘于美國普林斯頓大學(xué),并于2010年初晉升為副教授和終身教授。
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