胰腺癌因其發(fā)展迅速和治療難度極大被稱為"癌癥之王"。據(jù)相關(guān)研究數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),胰腺癌患者的5年生存率不足10%。胰腺癌難以根治的核心原因之一是腫瘤具有很強(qiáng)的異質(zhì)性。換言之,腫瘤內(nèi)部的細(xì)胞組成并非千篇一律。有些癌細(xì)胞會(huì)快速分裂、瘋狂生長(zhǎng);另一些則處于不活躍狀態(tài),對(duì)包括化療藥物在內(nèi)的外界威脅幾乎完全不敏感。但同一個(gè)腫瘤內(nèi)部的癌細(xì)胞,是如何做出不同的生存選擇?
最近,發(fā)表在《細(xì)胞》(
Cell)雜志上的一項(xiàng)研究揭開了這個(gè)謎題的關(guān)鍵一環(huán)。由紐約大學(xué)朗格尼健康中心領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),胰腺癌細(xì)胞能夠通過“感知”周圍環(huán)境中的特定結(jié)構(gòu)蛋白,來調(diào)節(jié)細(xì)胞的自噬水平。當(dāng)自噬被激活時(shí),癌細(xì)胞會(huì)專注于生存而非分裂增殖,從而保護(hù)它們免受化療藥物的攻擊
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自噬是細(xì)胞維持生存的一種機(jī)制。在營(yíng)養(yǎng)匱乏時(shí),細(xì)胞會(huì)選擇將內(nèi)部受損的蛋白質(zhì)和細(xì)胞器回收,并提供能量。對(duì)于胰腺癌細(xì)胞來說,自噬是生存必不可少的生理過程。由于胰腺腫瘤所處區(qū)域氧氣稀缺、營(yíng)養(yǎng)匱乏,為了在這種惡劣環(huán)境中存活,癌細(xì)胞不得不持續(xù)開啟自噬,依靠分解自身來避免死亡。
這對(duì)腫瘤本身也是一個(gè)棘手的問題,如果所有細(xì)胞都開啟自噬,腫瘤就無法長(zhǎng)大;如果所有細(xì)胞都關(guān)閉自噬,它們就會(huì)在化療或營(yíng)養(yǎng)短缺時(shí)全軍覆沒。癌細(xì)胞如何決定哪一部分來執(zhí)行自噬,哪一部分負(fù)責(zé)擴(kuò)增呢?
研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),答案藏在癌細(xì)胞周圍的細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)中。ECM是填充在細(xì)胞之間的纖維蛋白網(wǎng)絡(luò),像腳手架一樣支撐著組織結(jié)構(gòu)。在胰腺癌中,由于強(qiáng)烈的纖維化反應(yīng),ECM異常豐富,其中一種叫做層粘連蛋白(laminin)的成分格外突出。
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▲研究示意圖(圖片來源:參考資料[1])
研究人員通過三維類器官培養(yǎng)技術(shù),模擬了胰腺癌在體內(nèi)的生長(zhǎng)環(huán)境。他們發(fā)現(xiàn),那些緊貼ECM的癌細(xì)胞,自噬水平很低,分裂速度很快;而遠(yuǎn)離ECM、漂浮在營(yíng)養(yǎng)匱乏區(qū)的癌細(xì)胞,則自噬水平很高。它們分裂緩慢,卻對(duì)化療藥物表現(xiàn)出極強(qiáng)的耐受性。
通過對(duì)癌細(xì)胞的分析,研究者發(fā)現(xiàn)細(xì)胞表面的整合素α3(integrinα3)負(fù)責(zé)感知ECM中的層粘連蛋白。當(dāng)癌細(xì)胞的整合素α3接收到信號(hào)后,會(huì)通過細(xì)胞內(nèi)一系列分子來抑制自噬活動(dòng),專注于分裂、生長(zhǎng)。而遠(yuǎn)離ECM的癌細(xì)胞,由于無法得到ECM的刺激,則會(huì)選擇提升自噬,更能抵抗化療藥物。
研究者進(jìn)一步分析了現(xiàn)有抑制自噬藥物——羥氯喹的機(jī)制,過去已經(jīng)發(fā)現(xiàn)羥氯喹單獨(dú)使用時(shí)抗癌效果非常有限。如今,他們確認(rèn)了其中的原因:只有當(dāng)癌細(xì)胞處于高自噬水平時(shí),羥氯喹才能發(fā)揮作用;而那些處于低自噬水平的細(xì)胞,對(duì)羥氯喹天然不敏感。
他們嘗試在腫瘤模型中抑制了整合素α3,切斷了癌細(xì)胞感知ECM的能力。結(jié)果幾乎所有癌細(xì)胞的自噬水平都被迫升高。此時(shí)再給予羥氯喹,癌細(xì)胞死亡率相比單獨(dú)使用提升了50%。
由于整合素α3在胰腺癌組織中高表達(dá),而在正常組織中表達(dá)較低,這使其成為極具潛力的藥物靶點(diǎn)。研究者指出,通過改變細(xì)胞的自噬水平,減少耐藥性的后備細(xì)胞,有望成為治療胰腺癌的新手段。
參考資料:
[1] Extracellular matrix sensing regulates intratumoral heterogenity of autophagic flux. Cell (2026). DOI: 10.1016/j.cell.202512.053
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