休眠細(xì)胞研究

癌癥轉(zhuǎn)移是90%癌癥患者死亡的主要因素。當(dāng)轉(zhuǎn)移被傳統(tǒng)的成像方法檢測到時，已經(jīng)是IV期癌癥，我們對抗這一致命疾病的辦法卻很少。癌癥原發(fā)腫瘤其實在很早的時候撒播不會增殖活細(xì)胞到身體各處，尤其是骨髓（可稱為微轉(zhuǎn)移），我們稱這些細(xì)胞為休眠細(xì)胞。休眠細(xì)胞可能在很短時間或幾十年后蘇醒，導(dǎo)致腫瘤復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移。休眠細(xì)胞為什么能夠維持多年,有人解釋應(yīng)答于宿主微環(huán)境穩(wěn)態(tài)信號而進(jìn)入一個長期休眠狀態(tài)。那么，當(dāng)休眠細(xì)胞處于休眠狀態(tài)時，為什么不早點進(jìn)行干預(yù)呢?要么殺死它，要么讓它繼續(xù)休眠。這提出了一個挑戰(zhàn)，因為細(xì)胞休眠的生物學(xué)機(jī)制尚不清楚，也沒有辦法確定休眠細(xì)胞在哪里？是否處于休眠狀態(tài)？如何檢測這些細(xì)胞的標(biāo)志物？這些都是問題。

那新問題又出現(xiàn)了，這些休眠細(xì)胞是如何被喚醒的？應(yīng)該也沒有明確的生物學(xué)機(jī)制。有人說是微環(huán)境改變，細(xì)胞外基質(zhì)，臨近細(xì)胞的影響；Albrengues等通過對小鼠模型的研究發(fā)現(xiàn)，持續(xù)的肺部炎癥以及伴隨的中性粒細(xì)胞胞外捕獲器(NET)的形成可以將休眠的癌細(xì)胞轉(zhuǎn)化為侵襲性的肺轉(zhuǎn)移。這些細(xì)胞的覺醒與細(xì)胞外基質(zhì)的重塑有關(guān)，并且可以通過一種名為laminin-111（層黏連蛋白）的基質(zhì)蛋白重素的抗體來阻止。中性粒細(xì)胞通過向細(xì)胞外空間釋放NET殺死有害微生物。NET是DNA相關(guān)細(xì)胞毒性蛋白和蛋白酶的支架(例如，中性粒細(xì)胞彈性酶(NE)和基質(zhì)金屬蛋白酶9 (MMP9))。NET DNA與細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)層黏連蛋白laminin結(jié)合，從而將兩個與網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的蛋白酶NE和MMP9帶到基質(zhì)。這轉(zhuǎn)而促進(jìn)了laminin隨后裂解，先由NE，后由MMP9。NET介導(dǎo)的laminin蛋白水解重塑顯示一個抗原表位，通過激活整合素和FAK/ERK/MLCK/YAP信號通路觸發(fā)休眠癌細(xì)胞的增殖。我們發(fā)明一種針對NET相關(guān)laminin的阻斷抗體，該抗體可以阻止或減少炎癥對小鼠休眠癌細(xì)胞的喚醒。如果老鼠模型與人類存在相關(guān)性，就可以設(shè)計針對NET的阻止休眠癌細(xì)胞的喚醒。

圖1：炎癥誘發(fā)休眠癌細(xì)胞喚醒機(jī)制圖。肺部發(fā)炎如吸煙形成的NET會喚醒休眠的癌細(xì)胞。NET的兩個蛋白依次裂解細(xì)胞外基質(zhì)蛋白層粘連蛋白laminin。分裂產(chǎn)生一個表位，激活整合素信號和之前休眠癌細(xì)胞結(jié)合表位而喚醒和增殖。阻斷網(wǎng)狀層狀蛋白laminin表位的抗體可以防止炎癥引起的喚醒。

另一個休眠喚醒機(jī)制，LiuY等發(fā)現(xiàn)IFN-β（干擾素β）誘發(fā)腫瘤增殖細(xì)胞(TRC)進(jìn)入休眠，而被IDO-犬尿素- AhR (芳香烴受體)-p27（周期蛋白依賴受體激酶抑制1）通路激活,而阻塞這個通路導(dǎo)致休眠TRC被切換到細(xì)胞凋亡STAT3-p53（細(xì)胞腫瘤抗原p53）通路。Vera-Ramirez L等表明自噬是播散休眠乳腺癌細(xì)胞存活的關(guān)鍵機(jī)制。對休眠乳腺癌細(xì)胞自噬的藥理學(xué)或遺傳學(xué)抑制可顯著降低小鼠和人類3D體外和體內(nèi)臨床前模型的細(xì)胞存活率和轉(zhuǎn)移負(fù)荷。自噬基因自噬相關(guān)7 (ATG7)對自噬激活至關(guān)重要。機(jī)制上，抑制休眠乳腺癌細(xì)胞的自噬通量導(dǎo)致線粒體受損和活性氧(ROS)的積累，導(dǎo)致細(xì)胞凋亡。

Lankelma J等提出一種有意思的辦法節(jié)食阻止休眠乳腺癌細(xì)胞喚醒。對于缺乏血管生成的休眠腫瘤細(xì)胞可能嚴(yán)重依賴最近血管的營養(yǎng)和氧氣的梯度（距離血管不同的地方氧氣和營養(yǎng)濃度不一樣而形成階梯樣變化）。因為從最接近血管到氧耗竭的距離比葡萄糖耗竭到血管的距離更短，所以這種腫瘤細(xì)胞會包括一些缺氧的活腫瘤細(xì)胞。這些細(xì)胞是危險的，因為它們能夠誘導(dǎo)血管新生，而血管新生會喚醒腫瘤。缺氧細(xì)胞依靠糖酵解分解產(chǎn)生ATP。局部細(xì)胞外葡萄糖濃度梯度由血糖濃度和離血管最近的細(xì)胞消耗決定。而人體空腹血糖可降低20-40%。可以計算出，潛在危險缺氧細(xì)胞的葡萄糖供應(yīng)因此可以顯著減少，會導(dǎo)致細(xì)胞死亡，特別是缺氧腫瘤細(xì)胞。所以假設(shè)間歇性禁食通過減少缺氧腫瘤細(xì)胞的數(shù)量和腫瘤喚醒來降低腫瘤復(fù)發(fā)的機(jī)率。

Sosa等認(rèn)為：1、播散腫瘤細(xì)胞(DTC)的休眠可能不是原發(fā)腫瘤一個專一的轉(zhuǎn)移過程。因為浸潤前病變細(xì)胞也包括上皮細(xì)胞，可能經(jīng)歷上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化（EMT）和播散; 這些早期的DTC可能在長時間休眠后表現(xiàn)出的轉(zhuǎn)移性生長能力。這可能會產(chǎn)生與原發(fā)病灶特征不同的轉(zhuǎn)移灶，這也可能解釋了僅根據(jù)原發(fā)腫瘤特征設(shè)計的治療方案治療轉(zhuǎn)移灶缺乏成功的原因。此外，轉(zhuǎn)移前小生境實際上可能是由早期DTC定制出來。2、休眠僅僅是由于缺乏有絲分裂信號而導(dǎo)致的生長停滯嗎? 由衰老引起的生長阻滯是一種不可逆轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)化障礙，腫瘤細(xì)胞不會重新激活衰老程序，使其進(jìn)入休眠狀態(tài)。事實表明細(xì)胞周期G0/G1阻滯將是這一生物學(xué)現(xiàn)象不可避免的一部分。3、目前數(shù)據(jù)有限的一個關(guān)鍵問題是，癌癥治療是否通過激活應(yīng)激信號迫使殘存的腫瘤細(xì)胞進(jìn)入休眠狀態(tài)。這方面的一個例子可能是持久耐藥腫瘤細(xì)胞，通過改變表觀遺傳機(jī)制在靶向治療中存活下來。另一個經(jīng)常出現(xiàn)的問題是，“喚醒”休眠的腫瘤細(xì)胞是否有助于用傳統(tǒng)的抗增殖療法根除它們。然而，臨床證據(jù)表明，化療治療高增殖的局部和遠(yuǎn)處病變并不總是完全停止其進(jìn)展。此外，殘留的DTC在基因上是異質(zhì)的，而喚醒休眠的DTC將擴(kuò)展基因或表觀機(jī)制，使細(xì)胞能夠抵抗治療。因此，反對喚醒休眠的DTC，而是支持維持休眠策略。

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