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“為什么癌細胞會在那里生長?”
2014年,美國紀念斯隆-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,越來越多患者在數(shù)年后遭遇癌癥的“幽靈突襲”——轉移灶在腦、肺、骨等器官悄然扎根。超50%的癌癥死亡與轉移相關,這場細胞的亡命之旅,成了醫(yī)學界亟待破解的終極謎題。
一、死亡之路:闖三關的“地獄級挑戰(zhàn)”
一個癌細胞想要成功轉移,需經(jīng)歷堪比煉獄的征程:
第一關:掙脫牢籠
癌細胞需擺脫原發(fā)腫瘤的“舒適區(qū)”——熟悉的營養(yǎng)供給和微環(huán)境。當它奮力擠入血管,瞬間面臨每秒40厘米的血流沖擊(相當于時速150公里),血管壁的剪切力足以撕裂細胞膜。
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第二關:器官“排異”
即便僥幸存活并抵達新器官,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,局部免疫細胞會釋放抗腫瘤物質。美國莫菲特癌癥中心Ana Gomes指出:“這完全違背了癌細胞的本性,是場低效的意外。”
第三關:器官“禁區(qū)”
某些器官自帶“抗癌結界”:骨骼肌細胞代謝產(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胞,但骨骼肌轉移極其罕見,堪稱天然防御堡壘。
二、反殺之道:癌細胞的“生存大師課”
少數(shù)成功轉移的癌細胞,展現(xiàn)出令人膽寒的適應力:
1. 代謝變形術:缺什么就造什么
MIT科學家Matthew Vander Heiden團隊將人乳腺癌細胞植入小鼠大腦(缺乏脂肪酸的環(huán)境),發(fā)現(xiàn)癌細胞竟重啟脂肪酸合成程序。當用藥物阻斷該通路,腦部轉移灶生長速度直接腰斬!
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2. 器官“洗腦術”:遠程改造靶組織
癌細胞釋放攜帶信號的囊泡進入血液,“教育”遠端器官重塑環(huán)境:
- 脂肪酸陷阱:比利時VIB研究所發(fā)現(xiàn),乳腺癌細胞分泌未知物質,誘導肺部提升棕櫚櫚酸水平。高脂飲食小鼠肺部轉移灶數(shù)量翻倍!
- 細菌助攻:結直腸癌細胞“馴化”腸道菌群突破屏障,引發(fā)肝臟炎癥,為轉移鋪好溫床。
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)生脊髓液轉移的患者的癌細胞,發(fā)現(xiàn)這些細胞都增強了一種吸收鐵的生化系統(tǒng)。鐵是產(chǎn)生能量和細胞組分必需的金屬。這些癌細胞分泌一種叫做脂質運載蛋白2(lipocalin-2)的蛋白質來收集環(huán)境中稀少的鐵,同時制造一種脂質運載蛋白2-鐵轉運蛋白將鐵-脂質運載蛋白2復合物拉入細胞內。
面對貧瘠的脊髓液(5%-10%實體瘤患者轉移于此,生存期僅數(shù)月),Boire醫(yī)生團隊發(fā)現(xiàn)驚人策略:癌細胞分泌脂質運載蛋白2(LCN2)搶奪鐵元素,甚至讓免疫細胞“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: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:癌細胞竟能誘導神經(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荷。
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細胞間線粒體轉移的譜系追蹤
三、顛覆認知: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Sean Morrison團隊發(fā)現(xiàn):當黑色素瘤細胞經(jīng)淋巴轉移時,會吸收單不飽和脂肪酸抵抗氧化應激。而使用抗氧化劑后,小鼠血液中轉移細胞數(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險。
氧化應激的反殺機遇
黑色素瘤轉移中,多不飽和脂肪酸會與鐵結合引發(fā)“鐵死亡”。Morrison提出:多吃三文魚等富含此類脂肪酸的食物,或可促進轉移癌細胞自毀。但研究者們強調:飲食干預需嚴謹驗證,目前尚無“抗癌食譜”。
結語
癌細胞轉移的層層策略,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
- 逆轉器官“教育”:棕櫚櫚酸信號通路干預
當科學照亮癌細胞的黑暗遷徙路,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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