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Cell:一群特殊细胞促进癌细胞转移和躲避免疫系统!

来源:本站原创 2020-06-27 07:52

2020年6月27日讯 /生物谷BIOON /——斯坦福大学的研究人员发现,处于皮肤癌生长前沿的特殊细胞会抑制免疫反应,促进癌症入侵。针对这些细胞可能导致有效的治疗。

斯坦福大学医学院(Stanford University School of Medicine)的研究人员发现,一群聪明的癌细胞聚集在生长中的皮肤肿瘤的前沿,引导其转移,并帮助其避开人体的免疫系统。

它们不仅通过与其他癌细胞的交流,还通过与周围的正常细胞的交流(招募抑制免疫反应的特殊细胞和其他促进癌细胞入侵的细胞)来促使它们分裂和扩散。

"这些细胞协调了整个癌症过程,"医学博士Paul Khavari说,他是皮肤学教授和主席,也是医学院的Carl J. Herzog教授。"它们具有高移动性和高侵袭性,聚集在肿瘤边缘,引导细胞进入周围组织。但直到现在,我们甚至不知道它们的存在。"

图片来源:Cell

阻断这些癌症策划者的沟通能力,显着减缓了移植到实验室小鼠体内的人类肿瘤细胞的生长,这表明类似的靶向疗法有一天可能会在人类癌症中取得成功。

一篇描述这项研究的论文于6月23日在线发表在《细胞》(Cell)杂志上。Khavari是该研究的资深作者。

常见的皮肤癌

在这项研究中,研究人员主要关注一种叫做鳞状细胞癌的常见皮肤癌,美国每年有超过100万人患有这种癌症。尽管大多数人都能成功治疗,但大约1%的人最终会死于这种疾病。鳞状细胞癌属于一种被称为上皮癌的癌症,它包括约90%的人类癌症类型。

为了了解更多关于上皮肿瘤生长和转移的知识,Khavari和他的同事们结合几种技术分析了10个鳞状细胞癌患者的肿瘤组织构造、细胞类型和单细胞的基因表达谱。实际上研究人员不仅得到了单个细胞的分子指纹,还对正在生长的肿瘤的癌细胞及其邻近细胞的空间位置进行了精准定位。

"这告诉了我们所有的细胞--谁在哪里,他们在做什么,他们在和谁说话,"Khavari说。"没有人观察过单个细胞的位置以及它们在空间中的排列方式。"

然后,他们将研究结果与癌症患者的正常皮肤进行比较。这一研究是首次在单细胞水平上进行如此全面、综合的分析,它让我们对肿瘤内外的细胞相互作用有了前所未有的了解。

研究人员发现,癌组织与正常皮肤在细胞类型上有一个主要区别:除了正常细胞类型外,它们还有一个被Khavari和他的同事称为肿瘤特异性角化细胞(TSKs)的细胞亚群。有趣的是,这些TSKs被发现主要位于生长的肿瘤的前沿,它们表达的基因招募特定的细胞类型到癌症部位。

一些被招募的细胞是调节性T细胞(treg),它们会抑制人体的自然免疫反应,以防止导致自身免疫紊乱的过度反应。其他的是被称为癌症相关成纤维细胞的细胞,它破坏肿瘤周围的细胞外基质并促进转移。还有一些是排列在血管和淋巴管内部的内皮细胞。

"为入侵铺平道路"

Khavari说:"这些TSKs在肿瘤边缘的特殊生态位环境中起主导作用。在那里,它们不仅能与其他癌细胞交流,还能与周围环境的细胞交流,为癌细胞入侵周围组织铺平道路。当我们阻断这些细胞的交流能力时,我们就阻止了移植到小鼠体内的人类鳞状细胞癌的生长。"

图片来源:Cell

研究人员目前正在调查他们的发现是否已经超出了鳞状细胞癌的范围,可以拓展到其他肿瘤类型中。

这些肿瘤特异性细胞是大多数或所有上皮癌的特征吗?Khavari说。"我们不确定,但我们可以看到,那些癌症表达高水平与这些细胞相关的基因的人,其预后较差。"

研究人员还对如何利用他们在研究中了解到的知识来创造新的靶向疗法感兴趣。

Khavari说:"癌症真的会重塑免疫系统,使其关闭。我们的研究表明,TSKs吸收了Treg, Treg在肿瘤和周围组织之间形成屏障,并创造了免疫抑制的环境。越来越明显的是,成功的癌症疗法不仅要攻击肿瘤细胞,还要找到激活免疫系统的方法,使其停止对癌症的耐受。"(生物谷Bioon.com)

参考资料:


Multimodal Analysis of Composition and Spatial Architecture in Human Squamous Cell Carcinoma. CELL. 2020. DOI:https://doi.org/10.1016/j.cell.2020.05.039
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