PNAS：揭秘！癌细胞或能利用特殊的铜结合蛋白来发生转移！

2020年4月2日 讯 /生物谷BIOON/ --日前，一项刊登在国际杂志Proceedings of the National Academy of Sciences上的研究报告中，来自瑞典查尔姆斯理工大学等机构的科学家们通过研究发现，乳腺癌细胞中发现的一种名为Atox1的蛋白或参与了癌细胞的转移过程，该蛋白或有望作为一种潜在的生物标志物来帮助评估疾病的严重程度并开发新型靶向性药物。

图片来源：David Lamm

乳腺癌是全球女性最常见的癌症类型，早期诊断和治疗对于改善患者的生存率至关重要，乳腺癌相关的大多数死亡都是因为癌细胞离开的原发性肿瘤病灶并转移到了患者机体其它部位，比如骨骼、肝脏或肺脏等，如今研究人员并不清楚癌细胞迁移到机体其它部位背后的分子机制。此前研究结果表明，与其它癌症一样，乳腺癌的发生会伴随血液和肿瘤细胞中较高水平的铜，但这种额外的铜在癌细胞中的作用研究者并不清楚；机体中铜和其它金属离子可以通过食物来获取，而且其对于维持机体正常的生理功能至关重要，游离的铜离子具有毒性，因此机体中的铜离子都必须与蛋白进行结合。

这项研究中，研究人员识别出了一种铜结合蛋白，其能明显影响乳腺癌细胞的迁移，研究者Pernilla Wittung-Stafshede教授说道，通过对数据库进行检索，我们首先在人类机体中鉴别出了3种不同的铜结合蛋白，随后我们对比了癌变和健康组织中这些蛋白的水平，结果发现，Atox1是一种在乳腺癌细胞中以高浓度存在的铜结合蛋白，其能将铜离子转运到细胞中的其它蛋白以便发挥酶活性功能，Atox1位于移动的癌细胞的前沿部位，这就提示该蛋白或参与到了细胞的移动过程。

利用先进的活细胞视频显微镜技术，研究人员就能够在Atox1存在或不存在时追踪成百上千个单一癌细胞的运动模式；研究者发现，当Atox1存在时，癌细胞能高速移动且移动距离也更长；深入研究后研究者发现，Atox1蛋白能通过刺激由ATP7A蛋白（另一种铜转运蛋白）和酶类LOX（赖氨酰氧化酶）组成的反应链来驱动细胞移动，Atox1能将铜移动到ATP7A上，随后再移动到LOX上，LOX需要铜离子来发挥功能，而且LOX主要参与到了促进乳腺癌细胞转移的胞外过程中去。

研究者Stephanie Blockhuys说道，当癌细胞中Atox1蛋白的水平降低时，LOX的活性就会下降，因此如果没有Atox1的话，LOX就不会接收所需要进行细胞迁移活性的铜离子；与此同时，研究人员分析了包含1904个不同乳腺癌患者机体Atox1转录水平的数据库，以及患者的生存时间；他么你发现，机体肿瘤中Atox1水平较高的患者的生存时间明显会下降，因此，研究者在细胞培养实验中所鉴别出的这种特殊机制或在患者癌症的进展过程中扮演关键角色。

研究者表示，Atox1或能作为一种特殊的生物标志物来帮助评估乳腺癌的恶性程度，诸如此类信息或能用来帮助研究者确定从机体中移除铜离子的疗法是否真的合适，Atox1同时也能作为一种新型药物靶点帮助开发能阻断癌细胞转移并增加患者存活时间的新型药物。最后研究者表示，本文研究结果对于多种类型癌症的研究也很关键，目前研究人员并不是非常清楚癌细胞发生转移背后的精细化分子机制，后期他们还会继续对动物模型进行深入研究来调查是否其中还有其它铜结合蛋白的参与。（生物谷Bioon.com）

原始出处：

Stéphanie Blockhuys, Xiaolu Zhang, Pernilla Wittung-Stafshede. Single-cell tracking demonstrates copper chaperone Atox1 to be required for breast cancer cell migration, Proceedings of the National Academy of Sciences (2020). DOI: 10.1073/pnas.1910722117