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“為什么癌細(xì)胞會在那里生長?”
2014年,美國紀(jì)念斯隆-凱特琳癌癥中心的Adrienne Boire醫(yī)生面對一位因乳腺癌脊髓轉(zhuǎn)移癱瘓的中年母親,被這個簡單卻致命的問題擊中。隨著原發(fā)腫瘤治療日益精進(jìn),越來越多患者在數(shù)年后遭遇癌癥的“幽靈突襲”——轉(zhuǎn)移灶在腦、肺、骨等器官悄然扎根。超50%的癌癥死亡與轉(zhuǎn)移相關(guān),這場細(xì)胞的亡命之旅,成了醫(yī)學(xué)界亟待破解的終極謎題。
一、死亡之路:闖三關(guān)的“地獄級挑戰(zhàn)”
一個癌細(xì)胞想要成功轉(zhuǎn)移,需經(jīng)歷堪比煉獄的征程:
第一關(guān):掙脫牢籠
癌細(xì)胞需擺脫原發(fā)腫瘤的“舒適區(qū)”——熟悉的營養(yǎng)供給和微環(huán)境。當(dāng)它奮力擠入血管,瞬間面臨每秒40厘米的血流沖擊(相當(dāng)于時速150公里),血管壁的剪切力足以撕裂細(xì)胞膜。
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第二關(guān):器官“排異”
即便僥幸存活并抵達(dá)新器官,迎接它的是全然陌生的環(huán)境。例如脊髓液中幾乎不含脂肪酸,大腦僅偏好葡萄糖。更致命的是,局部免疫細(xì)胞會釋放抗腫瘤物質(zhì)。美國莫菲特癌癥中心Ana Gomes指出:“這完全違背了癌細(xì)胞的本性,是場低效的意外。”
第三關(guān):器官“禁區(qū)”
某些器官自帶“抗癌結(jié)界”:骨骼肌細(xì)胞代謝產(chǎn)生大量活性氧(如過氧化氫),形成毒性環(huán)境。盡管血流帶來大量癌細(xì)胞,但骨骼肌轉(zhuǎn)移極其罕見,堪稱天然防御堡壘。
二、反殺之道:癌細(xì)胞的“生存大師課”
少數(shù)成功轉(zhuǎn)移的癌細(xì)胞,展現(xiàn)出令人膽寒的適應(yīng)力:
1. 代謝變形術(shù):缺什么就造什么
MIT科學(xué)家Matthew Vander Heiden團(tuán)隊將人乳腺癌細(xì)胞植入小鼠大腦(缺乏脂肪酸的環(huán)境),發(fā)現(xiàn)癌細(xì)胞竟重啟脂肪酸合成程序。當(dāng)用藥物阻斷該通路,腦部轉(zhuǎn)移灶生長速度直接腰斬!
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2. 器官“洗腦術(shù)”:遠(yuǎn)程改造靶組織
癌細(xì)胞釋放攜帶信號的囊泡進(jìn)入血液,“教育”遠(yuǎn)端器官重塑環(huán)境:
- 脂肪酸陷阱:比利時VIB研究所發(fā)現(xiàn),乳腺癌細(xì)胞分泌未知物質(zhì),誘導(dǎo)肺部提升棕櫚櫚酸水平。高脂飲食小鼠肺部轉(zhuǎn)移灶數(shù)量翻倍!
- 細(xì)菌助攻:結(jié)直腸癌細(xì)胞“馴化”腸道菌群突破屏障,引發(fā)肝臟炎癥,為轉(zhuǎn)移鋪好溫床。
3. 資源掠奪戰(zhàn):脊髓液中的“鐵強盜”
《Science》上的一篇文章分析了五名乳腺癌或肺癌發(fā)生脊髓液轉(zhuǎn)移的患者的癌細(xì)胞,發(fā)現(xiàn)這些細(xì)胞都增強了一種吸收鐵的生化系統(tǒng)。鐵是產(chǎn)生能量和細(xì)胞組分必需的金屬。這些癌細(xì)胞分泌一種叫做脂質(zhì)運載蛋白2(lipocalin-2)的蛋白質(zhì)來收集環(huán)境中稀少的鐵,同時制造一種脂質(zhì)運載蛋白2-鐵轉(zhuǎn)運蛋白將鐵-脂質(zhì)運載蛋白2復(fù)合物拉入細(xì)胞內(nèi)。
面對貧瘠的脊髓液(5%-10%實體瘤患者轉(zhuǎn)移于此,生存期僅數(shù)月),Boire醫(yī)生團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)驚人策略:癌細(xì)胞分泌脂質(zhì)運載蛋白2(LCN2)搶奪鐵元素,甚至讓免疫細(xì)胞“缺鐵致死”!使用鐵螯合劑去鐵胺后,小鼠生存期顯著延長。
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4. 線粒體劫持術(shù):神經(jīng)系統(tǒng)的“能量快遞”
《自然》最新研究揭示更隱秘的協(xié)作:癌細(xì)胞竟能誘導(dǎo)神經(jīng)元通過隧道納米管輸送功能性線粒體!臨床樣本顯示:靠近神經(jīng)的癌細(xì)胞線粒體更豐富,而肉毒桿菌去神經(jīng)處理可顯著降低其線粒體負(fù)荷。
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細(xì)胞間線粒體轉(zhuǎn)移的譜系追蹤
三、顛覆認(rèn)知:那些“幫倒忙”的治療陷阱
抗氧化劑的致命雙刃劍
德克薩斯大學(xué)Sean Morrison團(tuán)隊發(fā)現(xiàn):當(dāng)黑色素瘤細(xì)胞經(jīng)淋巴轉(zhuǎn)移時,會吸收單不飽和脂肪酸抵抗氧化應(yīng)激。而使用抗氧化劑后,小鼠血液中轉(zhuǎn)移細(xì)胞數(shù)量暴增一倍以上!這解釋了為何β-胡蘿卜素和維生素E可能增加吸煙者肺癌風(fēng)險。
氧化應(yīng)激的反殺機遇
黑色素瘤轉(zhuǎn)移中,多不飽和脂肪酸會與鐵結(jié)合引發(fā)“鐵死亡”。Morrison提出:多吃三文魚等富含此類脂肪酸的食物,或可促進(jìn)轉(zhuǎn)移癌細(xì)胞自毀。但研究者們強調(diào):飲食干預(yù)需嚴(yán)謹(jǐn)驗證,目前尚無“抗癌食譜”。
結(jié)語
癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移的層層策略,暴露了其致命軟肋:
- 靶向代謝弱點:阻斷脂肪酸合成(如Vander Heiden研究)、鐵掠奪(Boire醫(yī)生的去鐵胺臨床試驗)
- 切斷神經(jīng)支援:肉毒桿菌去神經(jīng)療法探索
- 逆轉(zhuǎn)器官“教育”:棕櫚櫚酸信號通路干預(yù)
當(dāng)科學(xué)照亮癌細(xì)胞的黑暗遷徙路,人類終將斬斷這條死亡鏈條。
參考資料:
1.A palmitate-rich metastatic niche enables metastasis growth via p65 acetylation resulting in pro-metastatic NF-κB signaling. Nat Cancer. 2023 Mar;4(3):344-364. doi: 10.1038/s43018-023-00513-2. Epub 2023 Feb 2. PMID: 36732635; PMCID: PMC7615234.
2. Ferraro GB, Ali A, Luengo A, Kodack DP, Deik A, Abbott KL, Bezwada D, Blanc L, Prideaux B, Jin X, Posada JM, Chen J, Chin CR, Amoozgar Z, Ferreira R, Chen IX, Naxerova K, Ng C, Westermark AM, Duquette M, Roberge S, Lindeman NI, Lyssiotis CA, Nielsen J, Housman DE, Duda DG, Brachtel E, Golub TR, Cantley LC, Asara JM, Davidson SM, Fukumura D, Dartois VA, Clish CB, Jain RK, Vander Heiden MG. FATTY ACID SYNTHESIS IS REQUIRED FOR BREAST CANCER BRAIN METASTASIS. Nat Cancer. 2021 Apr;2(4):414-428. doi: 10.1038/s43018-021-00183-y. Epub 2021 Apr 1. Erratum in: Nat Cancer. 2021 Nov;2(11):1243. doi: 10.1038/s43018-021-00283-9. PMID: 34179825; PMCID: PMC8223728.
3. Ferraro GB, Ali A, Luengo A, Kodack DP, Deik A, Abbott KL, Bezwada D, Blanc L, Prideaux B, Jin X, Posada JM, Chen J, Chin CR, Amoozgar Z, Ferreira R, Chen IX, Naxerova K, Ng C, Westermark AM, Duquette M, Roberge S, Lindeman NI, Lyssiotis CA, Nielsen J, Housman DE, Duda DG, Brachtel E, Golub TR, Cantley LC, Asara JM, Davidson SM, Fukumura D, Dartois VA, Clish CB, Jain RK, Vander Heiden MG. FATTY ACID SYNTHESIS IS REQUIRED FOR BREAST CANCER BRAIN METASTASIS. Nat Cancer. 2021 Apr;2(4):414-428. doi: 10.1038/s43018-021-00183-y. Epub 2021 Apr 1. Erratum in: Nat Cancer. 2021 Nov;2(11):1243. doi: 10.1038/s43018-021-00283-9. PMID: 34179825; PMCID: PMC8223728.
4. https://www.nature.com/articles/s41586-025-09176-8
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