Nat Commun：革命性的3D成像技术或能帮助绘制出乳腺癌扩散的分子机制

2021年12月23日 讯 /生物谷BIOON/ --骨髓是多种实体瘤的首选转移部位，且与患者不良的预后和重大发病率有关，目前越来越多的研究证据表明，癌细胞会定植于骨髓中的特定生境中并支持其后期的繁殖，但其所处的精确位点及介导其在生境中相互作用的机制目前研究人员尚不清楚；近日，一篇发表在国际杂志Nature Communications上题为“Mammary tumour cells remodel the bone marrow vascular microenvironment to support metastasis”的研究报告中，来自澳大利亚霍尔医学研究所等机构的科学家们通过研究开发出了一种增强型的成像技术，其或能模拟乳腺癌侵袭并扩散到骨骼中，以及重塑自身以促进肿瘤生长的机制。

转移性乳腺癌细胞选择性地位于骨髓血管生境中。

图片来源：DOI:10.1038/s41467-021-26556-6

研究人员发现，肿瘤扩散发生在骨骼的特定位置，而不是像此前认为的那样随机发生，而且乳腺癌细胞还会“翻新”骨骼从而创造一种环境来帮助其扩散，同时还会使得机体缺乏必要的营养物质。利用研究者的动态成像中心，他们拍摄了数百张图像来创建骨髓和贯穿其中的血管的3D模型，有些微小到仅有几分之一微米大小；这些图像能被用来更好地理解乳腺癌细胞是如何扩散到骨骼中的，以及到底有哪些因素会促进癌细胞生长。

骨髓是乳腺癌患者最常见的转移位点，当癌症扩散到次级器官（比如骨骼）时通常是难以进行治疗的，而且发生骨骼转移的乳腺癌患者通常预后也相对较差；研究者Yip博士表示，这项研究中，我们通过绘制血管及其附近肿瘤结构的图谱，深入揭示了癌细胞是如何在骨骼中进行定植的。我们认为骨骼是这些静态的结构性的器官，但其也具有高度的动态性。研究结果表明，乳腺癌细胞能优先位于骨骼中称之为H型血管的特定血管亚型附近，也就是说，乳腺肿瘤细胞能选择性地居住在一个专门的血管中，这就表明，H型血管正在供应特定的生长因子来培育骨骼中的乳腺癌细胞的生长。

研究者Hawkins说道，癌细胞能重塑其环境的想法或许并不新鲜，然而直到现在我们还没有在诸如骨髓这样的“棘手器官”中进行过深入探索。研究者通过难以置信的3D图像展示了，肿瘤细胞将能移动到骨髓中并完全翻新这个“家”。当乳腺癌细胞转移到骨髓中，其就会释放肿瘤衍生的生长因子来促进其进行重塑并创造一种有利的环境，进一步促进肿瘤的生长，但不幸的是，这对于整个机体是不利的。

图片来源：https://www.nature.com/articles/s41467-021-26556-6

通过深入研究宿主机体与这些肿瘤细胞之间的共生关系，研究人员希望其研究结果未来有一天有望帮助更好地理解这些细胞发挥作用的分子机制，以及研究者如何更好地治疗或预防肿瘤的扩散。尽管乳腺癌患者是当前研究的重点，但肿瘤向骨骼中的扩散在其它类型的癌症中也很常见，包括前列腺癌、肺癌、肾脏癌症、甲状腺癌和黑色素瘤等。Visvader教授认为，这些机制或许能作为未来开发新型疗法的一个靶点；在过去几十年里，癌症疗法的发现已经得到了大大的扩展，其不仅能直接靶向作用癌细胞，这些机制还能被癌细胞用来增强其自身的生长。

进一步理解肿瘤细胞衍生因子重塑血管的机制将会非常重要，因为其能帮助研究人员未来开发治疗癌症的新型疗法，同时研究人员还希望利用创新性的3D成像技术来延伸对参与骨骼转移的其它疾病的研究。综上，本文研究结果表明，研究人员揭示了乳腺肿瘤细胞所劫持的一种宿主微环境的特殊机制，并借助这一机制来颠覆局部的微血管，从而形成一种专门的促进肿瘤生长的生境。（生物谷Bioon.com）

原始出处：

Yip, R.K.H., Rimes, J.S., Capaldo, B.D. et al. Mammary tumour cells remodel the bone marrow vascular microenvironment to support metastasis. Nat Commun 12, 6920 (2021). doi：10.1038/s41467-021-26556-6