Cancer Cell: 成像技术预测癌症药物耐受性
来源：本站原创 2020-10-08 00:02
在最近一项研究中，剑桥大学的研究人员表明，成像技术可以代替对侵入性组织活检的需求，以帮助快速确定癌症治疗是否有效。
2020年10月8日讯/生物谷BIOON/---在最近一项研究中，剑桥大学的研究人员表明，成像技术可以代替对侵入性组织活检的需求，以帮助快速确定癌症治疗是否有效。
在《Cancer Cell》杂志上发表的一项研究中，英国癌症研究中心（CRUK）剑桥研究所的研究人员展示了如何使用一种称为超极化的新技术（该技术涉及在强磁场中有效地磁化分子）来监控药物对缓解癌细胞生长方面的有效性。
在健康组织中，细胞增殖是严格控制的过程。当这个过程出错时，细胞周期会被打破会，导致不受控制的生长和肿瘤的发展。
然而，所有组织的生长与维持都需要“能量”，我们的细胞分解葡萄糖和其他糖类以产生丙酮酸，然后将其转化为乳酸。这对于产生能量很重要。
肿瘤的代谢与健康细胞不同，通常会产生更多的乳酸。该代谢途径受到称为FOXM1的蛋白质的影响，该蛋白质控制将丙酮酸转化为乳酸的代谢酶的产生。 FOXM1还控制许多其他与细胞生长和增殖有关的蛋白质的产生。
在所有乳腺癌病例中，约有70％是一种称为雌激素受体（ER）阳性的类型。在许多ER阳性乳腺癌病例中，一种称为PI3Ka的酶被激活。这导致了FOXM1的丰度，使癌细胞无法控制地生长，这是肿瘤细胞的特征。
目前正在乳腺癌患者中测试抑制PI3Ka的药物。这类药物应能够减少FOXM1的量并检查肿瘤的生长。但是，患者的肿瘤可能对PI3Ka抑制剂具有先天性抵抗力，或者随着时间的推移会获得抵抗力，从而使药物的疗效越来越差。
CRUK剑桥研究所的第一作者Susana Ros博士说：“由于癌症治疗的进步，我们的药物变得越来越具有针对性，但并不是所有的药物都能在每种情况下都起作用-有些肿瘤对特定药物有抵抗力。我们需要的是生物标记物，可以告诉我们药物是否有效。”
研究人员从患者身上获取了乳腺癌细胞，并在小鼠的“化身”中进行了生长，以使他们能够详细研究肿瘤。他们发现，在对PI3Ka抑制剂具有抗性的肿瘤中，癌细胞继续产生FOXM1，这意味着该分子可以用作ER阳性乳腺癌患者耐药性的生物标记。
检查肿瘤是否继续产生FOXM1，从而检查PI3Ka抑制剂是否仍在起作用，通常需要进行侵入性组织活检。但是，研究人员已经使用了一种新的成像技术来实时，无创地对其进行监视。
团队开发和使用的技术称为超极化。首先，研究小组生产了一种特殊的丙酮酸，其碳原子比正常的碳原子重（它们带有一个额外的中子，因此被称为碳13分子）。然后，研究人员通过将碳13丙酮酸盐冷却至比绝对零温度高（-272°C）约1度，并将其暴露于极强的磁场和微波辐射中，使其“超极化”或磁化。然后将冷冻的材料解冻并溶解在可注射溶液中。
给患者注射溶液，然后接受常规MRI扫描。超极化碳13丙酮酸分子的信号强度比正常丙酮酸的信号强度强10,000倍，使这些分子在扫描时可见。研究人员可以使用该扫描来查看丙酮酸被转化为乳酸的速度—只有持续存在FOXM1才能使这种情况发生，这表明这些药物无法正常工作。
罗斯博士补充说：“通过在乳腺癌模型中使用这种新的成像技术，我们已经能够检测到生物标志物FOXM1的存在，以寻找替代物，即丙酮酸转化为乳酸的速度。”（生物谷 Bioon.com）
资讯出处：Imaging technique could replace tissue biopsies in assessing drug resistance in cancer
原始出处： Susana Ros et al, Metabolic Imaging Detects Resistance to PI3Kα Inhibition Mediated by Persistent FOXM1 Expression in ER+ Breast Cancer, Cancer Cell (2020). DOI: 10.1016/j.ccell.2020.08.016
在《Cancer Cell》杂志上发表的一项研究中，英国癌症研究中心（CRUK）剑桥研究所的研究人员展示了如何使用一种称为超极化的新技术（该技术涉及在强磁场中有效地磁化分子）来监控药物对缓解癌细胞生长方面的有效性。
在健康组织中，细胞增殖是严格控制的过程。当这个过程出错时，细胞周期会被打破会，导致不受控制的生长和肿瘤的发展。
然而，所有组织的生长与维持都需要“能量”，我们的细胞分解葡萄糖和其他糖类以产生丙酮酸，然后将其转化为乳酸。这对于产生能量很重要。
肿瘤的代谢与健康细胞不同，通常会产生更多的乳酸。该代谢途径受到称为FOXM1的蛋白质的影响，该蛋白质控制将丙酮酸转化为乳酸的代谢酶的产生。 FOXM1还控制许多其他与细胞生长和增殖有关的蛋白质的产生。
在所有乳腺癌病例中，约有70％是一种称为雌激素受体（ER）阳性的类型。在许多ER阳性乳腺癌病例中，一种称为PI3Ka的酶被激活。这导致了FOXM1的丰度，使癌细胞无法控制地生长，这是肿瘤细胞的特征。
目前正在乳腺癌患者中测试抑制PI3Ka的药物。这类药物应能够减少FOXM1的量并检查肿瘤的生长。但是，患者的肿瘤可能对PI3Ka抑制剂具有先天性抵抗力，或者随着时间的推移会获得抵抗力，从而使药物的疗效越来越差。
CRUK剑桥研究所的第一作者Susana Ros博士说：“由于癌症治疗的进步，我们的药物变得越来越具有针对性，但并不是所有的药物都能在每种情况下都起作用-有些肿瘤对特定药物有抵抗力。我们需要的是生物标记物，可以告诉我们药物是否有效。”
研究人员从患者身上获取了乳腺癌细胞，并在小鼠的“化身”中进行了生长，以使他们能够详细研究肿瘤。他们发现，在对PI3Ka抑制剂具有抗性的肿瘤中，癌细胞继续产生FOXM1，这意味着该分子可以用作ER阳性乳腺癌患者耐药性的生物标记。
检查肿瘤是否继续产生FOXM1，从而检查PI3Ka抑制剂是否仍在起作用，通常需要进行侵入性组织活检。但是，研究人员已经使用了一种新的成像技术来实时，无创地对其进行监视。
团队开发和使用的技术称为超极化。首先，研究小组生产了一种特殊的丙酮酸，其碳原子比正常的碳原子重（它们带有一个额外的中子，因此被称为碳13分子）。然后，研究人员通过将碳13丙酮酸盐冷却至比绝对零温度高（-272°C）约1度，并将其暴露于极强的磁场和微波辐射中，使其“超极化”或磁化。然后将冷冻的材料解冻并溶解在可注射溶液中。
给患者注射溶液，然后接受常规MRI扫描。超极化碳13丙酮酸分子的信号强度比正常丙酮酸的信号强度强10,000倍，使这些分子在扫描时可见。研究人员可以使用该扫描来查看丙酮酸被转化为乳酸的速度—只有持续存在FOXM1才能使这种情况发生，这表明这些药物无法正常工作。
罗斯博士补充说：“通过在乳腺癌模型中使用这种新的成像技术，我们已经能够检测到生物标志物FOXM1的存在，以寻找替代物，即丙酮酸转化为乳酸的速度。”（生物谷 Bioon.com）
资讯出处：Imaging technique could replace tissue biopsies in assessing drug resistance in cancer
原始出处： Susana Ros et al, Metabolic Imaging Detects Resistance to PI3Kα Inhibition Mediated by Persistent FOXM1 Expression in ER+ Breast Cancer, Cancer Cell (2020). DOI: 10.1016/j.ccell.2020.08.016
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