近日,一篇發表在國際雜志Cancer Discovery上題為“Metastasis and immune evasion from extracellular cGAMP hydrolysis”的研究報告中,來自紀念斯隆凱特琳癌癥中心等機構的科學家們通過研究揭示了癌細胞躲避宿主機體免疫防御的新型分子機制,相關研究結果或有望幫助開發治療癌癥的新型療法。
我們都知道,癌細胞以傳播基因混亂著稱,隨著癌細胞的分裂,DNA片段甚至整個染色體都可能會重復、突變或完全缺失;這就是所謂的染色體不穩定性(chromosomal instability),這項研究中,研究人員研究了染色體不穩定性與癌癥侵襲性之間的關聯。他們表示,染色體越不穩定,這些染色體中的DNA片段就越有可能在不屬于其該在的地方結束,從而就會逃逸到細胞核外并漂浮在細胞質中。細胞會將這些游離的片段解釋為病毒入侵者的證據,這或許就觸發了其內部的警鐘并誘發炎癥的發生;免疫細胞會前往腫瘤位點釋放出防御性的化學物質。一直以來存在的一個謎團就是為何癌細胞所誘發的宿主機體的免疫反應并不會讓其滅亡?
研究者Samuel Bakhoum說道,我們并不是真正理解癌細胞是如何生存并在炎性環境中不斷增殖發展的,文章中,我們在癌細胞外部發現了一種特殊分子,這種分子在癌細胞抵達鄰近免疫細胞之前就破壞了警告信號。這一研究發現或能幫助解釋為何某些腫瘤對免疫療法沒有反應,同時還提出了能夠讓癌細胞對免疫療法變敏感的方法。
圖片來源:Memorial Sloan Kettering Cancer Center
檢測危險的DNA
研究人員所研究的這種警報系統名為cGAS-STING,當來自病毒(或不穩定的癌細胞染色體)的DNA落入細胞質中時,cGAS就會與其結合形成一種cGAMP的化合物分子,從而其就能作為一種警告信號;在細胞內,這種警告信號能激活名為STING的免疫反應,從而就能解決潛在病毒入侵者的直接問題。此外,大部分的cGAMP能夠移動到細胞外部,并作為鄰近免疫細胞的警告信號,從而激活STING通路并發動對病毒感染細胞的免疫攻擊反應。
此前研究結果表明,癌細胞中的cGAS-STING信號能夠促進其采用免疫細胞的特征(尤其是爬行和遷移的能力)來幫助癌細胞進行轉移。這或許就為癌細胞如何在炎癥環境下存活并在此過程中進行轉移提供了部分答案。本文研究中,研究者揭示了癌細胞如何應對能激活cGAS-STING釋放到環境中的警告信號,一種類似剪刀的蛋白能夠“撕碎”這些信號,從而就能為細胞挫敗免疫破壞的威脅提供第二種方法。
這種覆蓋在癌細胞上的剪刀樣蛋白名為ENPP1,當cGAMP發現其在細胞外的途徑時,ENPP1就會將其切碎并防止信號達到免疫細胞;同時,這種切碎過程會釋放出一種名為腺苷的免疫抑制分子,其也能夠平息機體炎癥表現。通過對乳腺癌、肺癌和結直腸癌小鼠進行一系列實驗,研究人員發現,ENPP1能夠扮演機體免疫抑制和癌癥轉移的控制開關,開啟后能夠抑制免疫反應并增加癌癥轉移,如果關閉則會促進宿主機體的免疫反應并減少轉移。此外,科學家們還在人類癌癥樣本中分析了ENPP1,其表達與癌癥轉移的增加及對免疫療法耐受性的增加直接相關。
增強免疫療法的能力
從治療的角度來講,本文研究最顯著的發現可能是,翻轉ENPP1的開關或能增加不同癌癥類型對免疫療法藥物—檢查點抑制劑的敏感性,這種方法在癌癥小鼠模型中是有效的。目前有幾家公司正在開發抑制癌細胞中ENPP1的藥物。研究者Bakhoum說道,ENPP1位于癌細胞表面,這或許是非常幸運的,因為其能夠成為特殊靶點來幫助設計及阻斷癌細胞進展的新型藥物;此外,ENPP1也相對特異性較強,由于健康個體機體的大多數組織都不會發炎,因此針對ENPP1的藥物主要會影響癌癥的進展。
最后,靶向作用ENPP1或能以兩種不同的方式來影響癌癥,當同時增加癌細胞外cGAMP的水平時,就能激活鄰近免疫細胞中的STING信號,同時還能抑制免疫抑制性的腺苷產生。因此,研究人員就實現了一石二鳥的目的。后期研究人員還將繼續深入研究,他們希望在未來一年內開啟ENPP1抑制劑的1期臨床試驗工作。
美國梅奧診所團隊在新一期《臨床研究雜志》發表報告稱,癌細胞會借助一種名為TRAILshort的蛋白,巧妙關閉人體的免疫反應。這一突破有望催生全新的癌癥療法,或提升現有免疫療法的效力。約15年前,團隊在......
記者從中國科學院高能物理研究所獲悉大科學裝置中國散裂中子源近日首次實現醫用級阿爾法同位素居里級量產將加速我國自主化阿爾法核藥從實驗室走向臨床應用被稱為腫瘤治療利器的阿爾法同位素有望告別依賴進口、價格高......
日前,香港中文大學教授于君、黃子雋團隊和寧波東方理工大學講席教授蔡宗葦合作研究掲示,支鏈氨基酸(BCAA)代謝通過尿苷單磷酸-波形蛋白(UMP-Vimentin)軸介導結直腸癌轉移。該研究首次提出轉氨......
新突變圖譜揭示關鍵癌癥基因的微小變化如何顯著改變腫瘤生長模式。圖片來源:美國《每日科學》網站癌癥驅動突變是指某些基因突變能直接推動正常細胞向癌細胞轉化。一個國際科研團隊繪制出全球首張完整的癌癥驅動突變......
據10日發表在《細胞·報告醫學》期刊上的一項最新研究,美國馬薩諸塞大學阿默斯特分校團隊開發出一種預防動物癌癥的納米疫苗,在預防小鼠黑色素瘤、胰腺癌和三陰性乳腺癌方面表現出顯著效果。接種該疫苗的小鼠中,......
施普林格·自然旗下專業學術期刊《自然-神經科學》最新發表一篇論文認為,大腦能檢測到潛在感染源進入周圍環境,并提前準備身體的免疫防御,這一過程甚至可能在物理接觸發生之前、在虛擬現實環境中就已經開始。這項......
國際期刊《內分泌學前沿》日前刊登的一項新研究揭示,一種特殊基因對腸道吸收維生素D及其后續代謝過程至關重要,阻斷或抑制該基因能夠選擇性抑制癌細胞生長。這一發現在癌癥治療等精準醫學領域具有廣闊應用前景。維......
巴西奧斯瓦爾多克魯茲基金會研究人員發現了納米粒子有效抑制癌細胞發展的相關機理,即納米粒子能有效抑制癌細胞增殖,也能阻止腫瘤向其他器官轉移。相關論文發表在最新一期《癌癥納米技術》上。研究人員將患有乳腺癌......
在與癌癥的博弈中,胰腺導管腺癌(PDAC)始終是難以攻克的堡壘,其五年生存率不足10%,素有“癌王”之稱。傳統研究聚焦于基因突變與免疫逃逸,卻忽視了腫瘤微環境中一個隱秘的“共謀者”——周圍神經系統。2......
英國諾丁漢大學藥學院的科學家在研究一種由毛蟲真菌產生的化學物質方面取得了新進展。這一成果已發表在《FEBS快報》上。研究表明,這種化學物質能夠與基因相互作用,從而阻斷癌細胞的生長信號,為開發新的抗癌藥......