速覽 | 耶魯學者發現ECM是觸發癌症轉移的分子關鍵

癌症發生轉移的一種方式是上皮細胞-間充質轉化（EMT），即上皮細胞通過特定程序轉化為具有間質表型細胞的生物學過程。長期以來，人們一直認為細胞中的化學信號或基因突變會觸發EMT。

正常細胞或癌細胞可以在排列整齊的基質纖維上啟動EMT，就像一個啟動運動、改變分子活性的開關。圖中顯示：YAP(紅色) beta-catenin (綠色) 細胞核(藍色)。(圖片來源：Levchenko實驗室)

由耶魯大學系統生物學研究所所長Andre Levchenko領導的研究發現，癌細胞在整個身體中的轉移可能是由細胞外基質（ECM）結構的簡單變化引起的。研究結果已發表在《Nature Communications》雜誌上。

https://doi.org/10.1038/s41467-019-10729-5

ECM起著細胞支架的作用。研究人員發現，基質纖維的排列（一種常見的生物學現象）可以在沒有刺激或其他刺激的情況下觸發EMT過程。

「顯然，在一些癌症中，在細胞離開腫瘤並擴散之前，環境會發生變化，」 Levchenko說，「當基質中的這些纖維整齊排列時，它們會形成細胞運動的軌跡，我們發現它是如何通過複雜的分子網路控制的。」

Andre Levchenko

研究人員通過設計模擬細胞的環境，在分子水平上探索了EMT過程，並發現了兩個獨立的反饋機制——即兩個或多個分子相互依存或激活。其中一種將YAP蛋白與基因調控因子WT1連接起來，使細胞分裂。另一種是將YAP連接到蛋白質TRIO，增強細胞遷移。

因此， 這些依賴YAP的反饋環導致信號傳導和EMT相關標誌物的表達的開關樣改變，導致侵襲性細胞擴散強烈增強。結合實驗分析和臨床資料，研究人員證實這一機制活躍在腎癌中。

「這些信息可能用於開發新的預後測試，並為更加個性化的臨床干預鋪平道路，」Levchenko說。

這一發現還可能提出新的癌症治療方法，即用藥物和其他方法靶向這些分子，阻止細胞EMT過程。

雖然這項研究專門研究腎癌。但是，「這可能是革命性的一次改變，因為癌症中看到的大多數致命結果都是由轉移引起的，即EMT。」 Levchenko說，他們有證據表明，該機制同樣控制著其他癌細胞的侵襲性擴散，比如膠質母細胞瘤。

該研究揭示了EMT是如何在分子水平上觸發的，並且研究人員已經開發出一種工具，可以檢測某些癌症患者的此類誘因。

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參考資料：

[1] Scientists discover molecular key to how cancer spreads

[2] Switch-like enhancement of epithelial-mesenchymal transition by YAP through feedback regulation of WT1 and Rho-family GTPases

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