争夺霸权的细胞肿瘤内的多个子组,最危险的可能不是那些能增殖最快,在达纳-法伯在一篇发表在杂志提前在线出版的癌症研究所的研究人员的报告自然。研究作者解释说,这项发现对治疗癌症有重要的意义:医生需要确定哪些细胞亚群确实能够推动肿瘤的生长和转移,并选择在这些细胞中的关键基因的药物。假设的最大,最主要的亚群是一个有针对性的,这是一个错误的假设。
“这是行之有效的,个体的肿瘤是遗传异质性-包括癌细胞多个亚组,每一个都有自己的基因签名,或模式的基因突变,”该研究的资深作者Kornelia Polyak,医学博士,博士说,达纳法伯。“我们希望探索的因素,使这些亚组共存,并了解为什么亚组具有最大的增殖能力并不总是采取的肿瘤。”
长期以来一直认为,加快肿瘤细胞增殖的基因突变也将导致肿瘤的生长。的确,当肿瘤细胞的生长是听之任之(如发生在实验室培养的肿瘤细胞亚群),繁殖快的要超过其他亚组。然而,在实际的肿瘤中,细胞生长受到限制的环境因素,如空间,营养物质和氧气的限制。结果,肿瘤往往比实验室条件下的慢得多。快速增长的细胞的存在并不一定会导致肿瘤扩大,因为它们的快速增长率被抵消了更高的细胞死亡率。如果肿瘤细胞的一个亚群“数据”是如何改变肿瘤环境的,那么一些对肿瘤生长的限制是被删除的,该亚组在肿瘤内的其他亚群可能具有竞争优势。
为了模拟癌症患者内发生的情况,研究人员在实验动物中植入乳腺癌样本。一组样本产生的肿瘤生长非常缓慢,即使在他们的细胞增殖迅速,这表明肿瘤受到环境因素的限制。研究人员用这些生长发育不良的肿瘤产生的癌细胞的几个亚组,其中每一个与肿瘤的生长过量产生不同的蛋白质。
研究者们在一系列的测试中,在小鼠体内植入一个单独的亚组,再加上原始细胞样本或几个亚组的混合体,并观察到肿瘤的生长情况。他们发现,两亚组-一个高产的蛋白质叫做CCL5,其他高产蛋白称为11 -能够驱动肿瘤生长出来的僵局。
“令人惊讶的是,有一个亚群的能力,促进肿瘤生长和竞争在肿瘤的扩展之间没有联系,”说Polyak,他也是哈佛医学院医学教授在麻省理工和哈佛研究所副。子群高产IL11能缓解环境约束增强肿瘤生长,即使小组不从这个能力获得竞争优势,因为其他子群以及受益。另一方面,一个分组,产生过量的蛋白质LOXL3接管肿瘤较大份额但不增加肿瘤的生长。有趣的是,当研究人员将组成的11和LOXL3亚型肿瘤,肿瘤生长速度很快,但11组最终outcompeted LOXL3亚群,导致崩溃的肿瘤环境约束恢复。
研究者发现,当多个亚群存在于同一肿瘤中时,它们相互干扰,互相干扰。这表明,一旦异质性发生在肿瘤内,它往往会持续,因为它变得困难的一个单一的亚组,以接管肿瘤,研究作者的状态。这样的共存允许各亚组之间的相互作用发生。事实上,研究者发现,当多个亚群出现在同一肿瘤,肿瘤生长更快,也成为转移,这还没有观察到肿瘤组成的任何一个单一的亚组。
“肿瘤精确治疗的目标是杀死细胞,即使其他亚群的增殖更强劲驱动肿瘤生长的细胞亚群,”项的解释。她说,针对快速增殖的亚群可能是有害的,她继续说:通过除去一个竞争对手,这样的药物可以帮助生长的驱动亚群,从而提高整体肿瘤的增长。“我们需要确保我们的目标是实际的车手。”
这项研究的经费是由达纳法伯癌症研究所肿瘤中心提供物理科学的cdmrp;乳腺癌研究计划;cellex基础;德国AKADEMIE DER naturforscher lepoldina;与乳腺癌研究基金会。
该研究的主要作者是安德烈marusyk,博士,和多丽丝tabassum,达纳法伯和哈佛医学院。合作作者Franziska米绍尔、博士和菲利普同样,博士,达纳法伯和哈佛公共卫生学院;凡妮莎阿尔门德罗,博士,达纳法伯和哈佛医学院。
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