代謝記憶或在乳腺癌復發過程中扮演著關鍵角色

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發表時間:2022-11-15 19:05

  大多數與乳腺癌相關的死亡都是由對療法耐受細胞(最小的殘留性疾病,MRD)引起的腫瘤復發所導致的,然而,定義其惡性程度的分子特征在很大程度上研究人員并不清楚。近日,一篇發表在國際雜志Molecular Systems Biology上題為“Metabolic memory underlying minimal residual disease in breast cancer”的研究報告中,來自歐洲分子生物學實驗室等機構的科學家們通過分析對原有療法耐受的腫瘤細胞,識別出了能有效預防乳腺癌復發的療法的分子靶點。

  代謝記憶或在乳腺癌復發過程中扮演著關鍵角色。

  最近在早期檢測和靶向性療法開發上的研究進展使得科學家們成功治療乳腺癌的機會越來越多,中通常是通過沉默驅動腫瘤的愛因并引發腫瘤消退來實現的;然而,在初次治療后有一小部分的腫瘤細胞會存活下來,這或許會讓研究人員面臨著巨大挑戰,因為這類細胞會導致20%-40%的患者在幾年甚至幾十年后出現疾病復發,而且會非常難以治療。這篇研究報告中,研究人員所得到的研究結果或有望幫助開發出有效預防乳腺癌復發并改善患者生活質量的新型療法。

  癌基因表達水平的生長與多種癌癥發生直接相關,這是由其突變或對其表達的控制過程發生改變所致;在腫瘤發生過程中參與癌基因表達水平升高的主要過程之一就是DNA甲基化水平的改變,即甲基基團附著到DNA上會導致基礎基因表達發生改變;研究人員對在初始療法中存活的一小部分細胞(MRD)進行甲基化的改變分析,MRD能在相當長的休眠期后進行增殖,并引發癌癥發生不可治愈的復發。通過在乳腺癌小鼠模型中應用先進的數據集中化技術并整合不同水平的細胞行為,研究人員就能將MRD細胞的代謝和甲基化水平與原始腫瘤細胞和正常健康細胞的相同過程進行對比。

  主要的研究發現包括,耐受性細胞會表現出與原始腫瘤非常相似的代謝行為和細胞的甲基化模式;但與正常細胞并不一樣;然而,他們并未表現出原始腫瘤細胞的其它特征,比如較高的增殖傾向和致癌信號的存在等;因此,研究人員得出結論,MRD細胞會攜帶某種形式的腫瘤狀態的代謝和表觀遺傳學記憶,而研究人員對接受了新輔助療法(neo-adjuvant therapy)治療的患者機體的轉錄組學數據進行分析證實了這一觀點,新輔助療法是特殊的化療形式,其會在隨后的手術切除前幫助患者機體縮小腫瘤尺寸。

  隨后研究人員發現,MRD細胞的記憶性高水平糖酵解對其生存至關重要,其能以ATP的信使從葡萄糖產生能量并維持細胞的代謝,這一記憶過程是一個明顯的治療性靶點,如今研究人員識別出了一種小分子來抑制MRD細胞中的通路,同時還不會對正常健康細胞產生任何效應。盡管該分子本身并不會導致未來新型療法的開發,但本文研究的一個重要方面在于,其能通過對細胞的正常、腫瘤和療法耐受狀態進行全面深入的分析來獲得關于MRD的深度分子視圖,利用名為“類器官”的3D細胞培養物,研究人員就能對在臨床環境中難以獲得的罕見殘留細胞進行研究;本文研究不僅能為解決乳腺癌復發提供特殊的靶點,還能提供一種類器官研究手段從而幫助擴展患者機體衍生的細胞用于精準醫學研究的目的。

  綜上,本文研究結果揭示了對療法耐受細胞的代謝和表觀遺傳學記憶特性,MRD的記憶性糖酵解水平升高對于細胞的生存非常重要,而且研究者利用利用小分子抑制劑來靶向作用MRD細胞,且不會影響機體的正常細胞,MRD的代謝異常或能為后療法護理時代提供新的治療機會從而幫助預防患者機體的腫瘤復發。


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