破解休眠癌细胞 可望降低癌症复发风险

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回顾过去数十年大药厂开发癌症药物的过程,不难发现,大部分发展重点着重于开发能够迅速杀死肿瘤细胞的药物。然而,仅标靶分裂中肿瘤细胞的药理机制,反而会错过一种分布于全身的休眠癌细胞(dormant cancer cell)。它们并不常见,或者更精确来说,目前仍然缺乏侦测方法,科学家很难从身体数兆个正常细胞中将它们筛选出来。因此,许多癌症病患在初步治疗成功,人生重燃希望之际,却忽略这群悄悄地成为复发根源的细胞以及它所造成的威胁,而在因癌症死亡患者中,大约有 90% 患者与休眠癌细胞有关。

有越来越多证据显示,休眠癌细胞在发育早期就脱离母体肿瘤,然后通过血管进入体内,转移到其他组织、器官。 BMP-4、BMP-7、TGF-β2 、TSP-1 或 p38a/b 讯息传递路径的活化,都会促使它们维持休眠状态,直到某些未知因子唤醒,便立即分裂,形成新的肿瘤。

休眠癌细胞研究日增月益

人们意识到也逐渐意识到休眠癌细胞是一个重要的临床标靶,许多研究癌症科学家的想法也已开始转变 ,希望将分散在全身、看似沉默的恶性细胞在成为新肿瘤之前,将它当作药物作用的标的消灭掉。

相关研究团队在启动研究的当下,随即遇到瓶颈,例如癌症的小鼠模型被设计用来产生快速生长和高致死性的母体或原发性肿瘤,但是,缓慢生长的肿瘤才是研究休眠的对象,才能提供研究人员足够时间去消灭癌细胞,并且能够在原发肿瘤被移除长时间过后持续追踪。然而,好消息是,已经有几个实验室取得了进展,他们培育能够追踪休眠细胞超过一年时间的老鼠模型。未来,研究人员一旦有办法分辨出休眠癌细胞,确定它们表达哪些基因,就能确定诱导休眠的因素以及可唤醒细胞的触发因素。有了这些资讯,科学家就有可能防止细胞醒来。

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开发中的检测技术

辨识休眠癌细胞的技术持续进步中,像是以北卡罗莱纳州达勒姆杜克大学医学院细胞生物学家 Joshua Snyder 博士为主研究团队使用萤光标记混合物来鉴定和追踪表达癌症相关基因的细胞,以及华盛顿州西雅图弗雷德哈钦森癌症研究中心的遗传学家 Jason Bielas 博士为主的研究团队使用特定 DNA 序列对这些细胞进行条形码分析,让 DNA 检测方法更便宜,且能以 10 亿分之一的细胞分辨率鉴定休眠癌细胞。

崭新的药物开发方向

2015年,纽约市西奈山伊坎医学院的 Aguirre-Ghiso 教授表示,结合 5-azadeoxycytidine 与 retinoic acid 等二种已被核准的药物,如能促使体外培养与小鼠的前列腺癌细胞进入休眠。该研究的临床药物试验正由西奈山医院的肿瘤学家 William Oh 博士招募前列腺癌患者。

此外,其他研究团队也正在寻找彻底杀死休眠细胞的方法。像是癌症研究人员 Veronica Calvo-Vidal 团队与 Eli Lilly 药厂合作,研究如何彻底杀死休眠细胞。他们发现一种 PERK 蛋白抑制剂在休眠癌细胞中有异常高度表现量,然后在小鼠的早期研究发现,该抑制剂也能杀死癌细胞。该团队仍正在分析个别休眠细胞的基因表现,以更多地了解抑制剂作用的机制。

延伸阅读:肿瘤类器官成癌症替身 个人化治疗大迈进
文/Ching-Hsu Yang, Parker Yang

参考资料:
1. https://www.nature.com/articles/d41586-018-05445-x
2. Marx, V. Nature Methods 15, 249-252 (2018).
3. Sosa, M. S. et al. Nature Commun. 6, 6170 (2015).

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