2019 年诺贝尔生理或医学奖得奖主题为“细胞如何透过基因调控来感应和反应氧气状况”，提到缺氧（hypoxia）状况可能会提升罹癌的风险。大多数研究也证明约 90％ 的实体肿瘤有缺氧状况，而且其癌症病人的预后通常较差。然而，肿瘤细胞如何反应低氧而变化的状态却知之甚少。
近日，约翰霍普金斯金梅尔癌症中心（Johns Hopkins Kimmel Cancer Center） 研究团队透过其 2D 以及3D 球体模型和类器官和小鼠模型研究发现，在低氧或缺氧状态下，原位性乳癌的发生率为为正常氧气下的 4 倍。另外，肺转移风险则比正常氧气状态下的多出 6 倍，显示缺氧会增强癌细胞的转移能力。该研究刊登于《Nature Communications》。
该团队开发一套萤光活化细胞分选技术，以氧气作为开关，使肿瘤细胞暴露于低氧水平的萤光下后发光，氧气条件不超过 0.5%，与人类肿瘤中的表现极其接近。接着，使用该标记来追踪这些细胞的繁殖情况。然后发现，与正常氧气条件下的肿瘤细胞相比，它们成为肿瘤循环细胞，并且能扩散到远处的组织。
另外，将上述肿瘤细胞进行 RNA 定序，发现经缺氧后，整合素α10（integrin alpha 10, ITGα10）、蓝胞浆素（ceruloplasmin, CP）等基因表现被活化了。随后，他们研究 1000 多个乳癌癌病人的原位肿瘤相似基因表现数据，发现肿瘤低氧模式还能预测无远处转移的病人生存率。
总言之，该研究团队建立并描述了一个肿瘤缺氧反应系统，该系统可用于解决癌症研究以及缺氧病理学中的疑问。此外，我们充分表现缺氧细胞在癌症发展至转移过程中的命运，表明低氧后细胞具有与增强的侵袭、转移起始能力和 ROS 耐药表型相关的转移潜能。未来，仍需要进一步研究转移部位的低氧后细胞是否对目前的化疗、标靶或免疫治疗更有抵抗力。
延伸阅读：2019 年诺贝尔生理或医学奖：一探细胞运用氧气的奥秘！参考资料：
1. Nature Communications, 2019; 10 (1) DOI: 10.1038/s41467-019-12412-1
2. https://www.hopkinsmedicine.org/news/newsroom/news-releases/oxygen-starved-tumor-cells-have-survival-advantage-that-promotes-cancer-spread
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