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題圖 | Pixabay
撰文 | 宋文法
實體腫瘤在生長的過程中,癌細胞會承受高強度的動態壓應力,其必須通過內部機制來應對這些外力,以避免組織損傷。然而,尚不清楚癌細胞如何感知和響應壓應力,以及其在腫瘤進展中的作用。
2026年3月4日,阿德萊德大學研究團隊在"Science Advances"期刊上發表了題為" Compressive stress–driven Piezo1 activation and Rho-ROCK mechanotransduction promote tumor progression via epigenetic mechanical memory "的研究論文。
研究顯示,物理壓力會通過激活機械敏感離子通道Piezo1,進而激活Rho-ROCK信號通路,誘導乳腺癌細胞產生表觀遺傳機械記憶,最終促進乳腺癌進展。
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圖:論文截圖
在這項研究中,研究人員通過移植構建了乳腺癌小鼠模型,發現施加短暫物理壓力后(30分鐘),顯著促進了乳腺癌的生長,且這一效應依賴于Rho-ROCK信號通路的激活,抑制Rho或ROCK的活性,能完全阻斷物理壓力的促癌作用。
進一步分析發現,機械敏感離子通道Piezo1是物流壓力促癌的核心“傳感器”,壓應力首先激活細胞膜上的Piezo1離子通道,導致鈣離子快速內流,進而激活CaMKII(鈣調蛋白依賴性蛋白激酶II),最終激活Rho-ROCK信號通路。
實驗顯示,敲低Piezo1,可完全消除壓應力誘導的Rho-ROCK通路激活,同時壓應力誘導的腫瘤促進作用完全消失。
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壓應力驅動乳腺癌生長(圖:論文截圖)
更重要的是,短暫壓應力可通過上述通路,誘導乳腺癌細胞產生持久的表觀遺傳機械記憶,包括組蛋白H3賴氨酸的乙酰化(如H3K9Ac),這些變化與染色質開放、基因激活相關,這種表觀遺傳變化具有持久性,可在應力刺激后維持數天甚至數周,使腫瘤細胞即使在脫離壓應力后,仍能保持高增殖、高侵襲性特性。
此外,壓應力還促進了上皮-間質轉化,增強其遷移、基質重塑和侵襲能力。
最后,研究團隊還分析了人類臨床樣本數據,乳腺癌組織中Piezo1的表達水平顯著高于正常乳腺組織,且與預后不良相關。在原位癌中,PIEZO1與ROCK呈顯著正相關,提示其在腫瘤早期進展中可能發揮核心作用。
研究團隊指出,這項研究首次系統揭示了壓應力驅動乳腺癌進展的分子機制,未來可將Piezo1-CaMKII-Rho-ROCK通路作為治療靶點,以阻斷壓應力驅動的腫瘤惡變。
總而言之,外源性壓應力可能加速早期乳腺癌的惡性進展,這項研究為早期乳腺癌的治療提供了全新的靶點和理論依據。
參考文獻:
https://dx.doi.org/10.1126/sciadv.aeb1271
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