肿瘤

胶原蛋白——乳腺癌转移的关键因子

作者:转化医学网 来源:转化医学网 日期:2022-08-15
导读

         与器官发育类似,乳腺癌的进展取决于增殖的乳腺癌细胞与细胞外基质(ECM)的生化和生物物理特性之间的相互作用。科学家发现,XII型胶原蛋白在调节肿瘤基质的组织方面起着关键作用。

关键字:  胶原蛋白 | 乳腺癌 | 转移 

        与器官发育类似,乳腺癌的进展取决于增殖的乳腺癌细胞与细胞外基质(ECM)的生化和生物物理特性之间的相互作用。科学家发现,XII型胶原蛋白在调节肿瘤基质的组织方面起着关键作用。也就是说,高水平的胶原XII可以触发乳腺癌细胞从肿瘤扩散到身体的其他部位,这一过程被称为转移。 肿瘤微环境是围绕肿瘤的生态系统,其组成部分之一是细胞外基质。癌细胞不断与肿瘤微环境相互作用,这会影响肿瘤的生长方式。胶原蛋白是这种肿瘤微环境的重要组成部分,但它如何影响肿瘤尚不清楚。

        想象癌细胞是种子,肿瘤微环境是土壤。通过研究土壤、细胞外基质、我们可以开始了解是什么让一些肿瘤比其他肿瘤更具侵略性,并通过扩展,开始开发治疗癌症的新方法。研究表明,胶原蛋白XII在乳腺癌进展和转移中起着重要作用。该研究发表在《Nature Communications》杂志上。

        研究概括

        肿瘤基质,特别是细胞外基质(ECM),是实体瘤的一个突出特征,在塑造其进展中起着至关重要的作用。许多包括乳腺癌在内的肿瘤都涉及I型胶原蛋白的大量积累。然而,最新研究表明,基质分子(如胶原蛋白I)的精确分布和组织在肿瘤中与它们的丰度一样重要。癌症相关成纤维细胞(CAFs)在乳腺癌组织中共存,并通过重塑ECM发挥促癌和抗肿瘤生成作用。在这里,使用去细胞化肿瘤的时间蛋白质组学分析,我们在乳腺癌进展过程中了解不断发展的母体。我们鉴定了4个关键的母质簇,并将XII型胶原蛋白确定为调节I型胶原蛋白组织的关键成分。通过将我们的蛋白质组学与单细胞转录组学和遗传操作模型相结合,我们展示了CAF分泌的胶原蛋白XII如何改变胶原蛋白I组织,以创建支持转移传播的亲侵入性微环境。最后,我们在患者队列中表明,胶原 XII 可能代表转移性复发高风险乳腺癌患者的指标。

        胶原 XII

        细胞外基质或“基质”是大约300-400个核心分子的3D网格,包括几种胶原蛋白。该基质为身体各个部位的细胞和组织提供结构和功能支持。

        在这项研究中,研究人员对肿瘤基质如何随时间变化进行了编目,并生成了这些变化的综合数据库,该数据库已免费提供给研究人员。研究团队将注意力集中在胶原蛋白XII上,这是体内28种胶原蛋白之一。胶原蛋白XII在组织其他胶原蛋白中起重要作用,并且可以对细胞外基质的3D结构产生深远的影响。研究人员在小鼠模型中研究了肿瘤,从癌症的最早临床前阶段到晚期肿瘤。他们发现,随着肿瘤的发展,许多基质分子发生了变化,重要的是胶原XII的水平也增加了。

        “胶原蛋白XII似乎正在改变肿瘤的性质,使其更具侵袭性,”Michael Papanicolaou说。“它改变了胶原蛋白的组织方式,以支持癌细胞从肿瘤中逃逸并移动到肺部等其他部位。然后,研究小组使用基因工程来操纵胶原XII的产生,并研究转移到其他器官的影响。他们发现,随着胶原蛋白XII水平的增加,转移也随之增加。这些发现随后在人类肿瘤活检中得到证实,这表明高水平的胶原XII与较高的转移和较差的总生存率有关。

        研究意义

        研究表明,测量患者肿瘤活检中胶原XII的水平可能被用作额外的筛查工具,以识别转移率较高的侵袭性乳腺癌,例如三阴性乳腺癌。此外,胶原蛋白XII可能是未来治疗的可能目标。进一步的研究,科学家将集中在研究更多的人类样本,并研究可能的治疗途径。

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