传统观念认为癌细胞适应力极强,能轻易穿梭于各种组织之间。然而,一项发表于《DevelopmentalCell》期刊的最新研究颠 覆了这项认知:当癌细胞在拥挤的实体肿瘤内部受到长时间的物理挤压时,不仅会停止扩散,甚至会触发“程式性细胞坏死”(necroptosis)的自毁机制。这项发现为未来的抗癌治疗与生物标记开发带来了全新的切入点。
中国科学院(孙丽明团队)与复旦大学(刘妍君团队)的研究人员突破了传统“2D培养皿”的局限,改以3D模型模拟实体肿瘤内部极 度拥挤的微环境。研究团队指出,过去多数研究聚焦于癌细胞如何获得迁移能力,却鲜少探讨当它们面临长期、慢性的物理挤压时,最终会发生什么事。
癌细胞在转移过程中,会经历“间质-阿米巴样转换”(MAT),将自身转变为高度变形、快速移动的阿米巴形态,借此挤过狭窄的细胞间隙。
然而,这种变形策略却带有致命弱点。研究意外发现,当这些阿米巴样癌细胞长时间受限于狭小空间时,物理压力本身就会被细胞解 读为危险讯号。这股压力会通过细胞膜上的机械敏感离子通道PIEZO1,启动由“MLKL蛋白”介导的程式性细胞坏死。在细胞死亡前,MLKL的活化甚至会先破坏其移动能力,有效阻止侵袭。值得注意的是,这种机制完全不依赖传统上认定的核心激酶RIPK3,而是直接由物理挤 压所触发。
不过,肿瘤细胞在长期演化中也发展出了对策。研究分析临床样本发现,这个由压力驱动的“死亡检查点”虽能清除高侵袭性的癌细胞,但长期下来却形成了一种天择压力。
那些MLKL表现量低、对细胞坏死产生抗性的癌细胞,最终会在肿瘤中大量富集。这些存活下来的“逃逸者”不仅逃过了死亡,还获得 了更强的迁移能力,最终推动了肿瘤的恶化与远端转移。
实体肿瘤的高压环境会促使多数癌细胞表现MLKL蛋白,失去移动力并走向自毁(图左)。但少数MLKL表现量低的癌细胞能 逃过此劫,演化出更强的迁移力,成为推动癌症转移的元凶(图右)。(Source:论文)
这项机制的发现深具临床潜力。首先,MLKL蛋白有望成为预测癌症转移风险的全新“生物标记”,肿瘤中MLKL表现量越低,代表发生扩散转移的机率越高。未来若能量化检测,将有助于及早揪出高危险性的转移性癌症。
此外,未来的癌症疗法或许不应只专注于阻断生化讯号,还可以利用实体肿瘤独特的物理力学环境。若能开发出通过药物活化MLKL的 新疗法并结合传统治疗,我们或许能放大细胞在拥挤环境下的坏死效应,重新强化人体阻断癌细胞转移的天然防御机制。