是什么让一些癌细胞停留在原地，而另一些癌细胞扩散到全身的？

　　是什么让一些癌细胞停留在原地，而另一些癌细胞挣脱并扩散到全身?一项关于秀丽隐杆线虫的新研究可能会提供一些线索。杜克大学(Duke University)的研究人员已经整理出了他们所说的第一个完整的细胞“部件清单”，这些细胞在穿过通常将细胞固定在原位的组织屏障时被捕获。了解这个过程很重要，因为它是癌症转移的第一步，当癌症变得更加致命和难以治疗时。

　　

   

   

图片:一个比沙粒小几百倍的微小线虫细胞正在突破坚硬的外膜，这层外膜通常是用来固定细胞的。

资料来源:杜克大学提供

是什么让一些癌细胞停留在原地，而另一些癌细胞挣脱出来，扩散到全身?一项关于秀丽隐杆线虫的新研究可能会提供一些线索。杜克大学(Duke University)的研究人员已经整理出了他们所说的第一个完整的细胞“部件清单”，这些细胞在穿过通常将细胞固定在原位的组织屏障时被捕获。

杜克大学生物学教授、资深作者David Sherwoo说，了解这个过程很重要，因为这是癌症转移的第一步，当癌症变得更加致命和难以治疗时。

癌细胞要转移，它们必须首先穿透一层由蛋白质和其他分子组成的致密片状网状结构，称为基底膜，它像凯夫拉纤维包装纸一样包裹着组织。

但是，在200多种被批准用于临床的抗癌药物中，很少有药物能真正预防癌症转移，而癌症转移是90%癌症死亡的罪魁祸首。

部分问题在于这个过程很难研究。癌症的扩散是不可预测的，大多数癌细胞转移到身体深处，光学显微镜无法观察到。

因此，Sherwood的团队在一种名为秀丽隐杆线虫的毫米长的透明线虫中研究了类似的过程。

在线虫的发育过程中，一种叫做锚细胞的特殊细胞必须冲破将线虫子宫和外阴分开的坚韧膜，为线虫产卵扫清道路。

线虫细胞和人类癌细胞依靠相同的机制来削弱和突破组织屏障。酶就像分子剪刀一样，帮助穿过网状结构。微小的脚状突起从细胞表面冒出来，像细胞的手提钻一样敲打着。入侵的细胞也会形成坚硬的肌动蛋白丝网络，以进行更猛烈的攻击。

第一作者、实验室的研究生Isabel Kenny-Ganzert,说:“细胞中需要做出很多东西才能使入侵发生。”

Sherwood和他的团队想要对侵袭性细胞的工具箱进行分类。

在5月4日发表在《发展》杂志上的一项新研究中，杜克大学研究生Daniel Costa追踪了入侵线虫细胞冲破细胞膜时产生的数百万个基因读出——科学家称之为转录组。

研究人员发现了1500个基因，这些基因在侵入细胞中的活性至少是线虫体内其他细胞的两倍。

“这使我们能够把所有似乎很重要的基因和蛋白质放在一起。”

“这基本上是一个细胞需要入侵的‘零件清单’”。

利用这个列表，研究人员发现了许多以前的筛选所遗漏的细胞入侵的微妙驱动因素。该团队能够识别出13个基因，当它们沉默时，不会阻止细胞突破，但会减慢它们的速度。

另一组特别活跃的基因是编码核糖体构件的基因，核糖体是制造细胞工作所需蛋白质的微小机器。

研究表明，在入侵前的三到四个小时，细胞的核糖体水平激增。研究人员发现，没有它们，侵入性细胞就无法获得所需的物质。对入侵至关重要的蛋白质无法产生，细胞无法突破。

通过在核糖体上附着发光标签，研究人员还能够观察到这些细胞“蛋白质工厂”的运作情况。邻近细胞的核糖体可能漂浮在浑浊的细胞内部，与之相反，入侵细胞的核糖体集中在一种叫做内质网的细胞器中，这是蛋白质合成和包装运输的地方。

Sherwoo说，这是细胞在全面入侵之前加快生产的一种方式。“这有点像对军队的供应链进行监管，这样它就可以把士兵和装备送到前线作战。”

尽管许多癌症是可以治愈的，但全世界每年仍有六分之一的人死于癌症，使其成为仅次于心脏病的第二大死因。

通过研究细胞入侵的工具和技巧，研究人员希望找到更有效的方法来阻止癌症的扩散。

“大多数生物过程就像金门大桥，”Sherwoo说。“如果你切断其中一根钢索，它仍然会支撑起来。在你看到桥梁倒塌之前，你必须砍掉一堆。”

细胞入侵也不例外。“大多数参与入侵的基因并不是单独起作用的”。

研究人员希望他们的工作能够使识别基因组合成为可能，当这些基因组合一起被敲碎时，可能会限制核糖体的产生并破坏细胞入侵的供应链。

本研究由美国国立卫生研究院资助(R35GM118049, R21OD028766, R21OD032430, R01GM121597, 5R35GM133573, R35GM134838, R35GM142880, T32CA009156和R35GM142880)。

文章标题

The C. elegans Anchor Cell Transcriptome: Ribosome Biogenesis Drives Cell Invasion Through Basement Membrane