科学家发现结肠癌细胞的物理特性如何促进转移

由加泰罗尼亚生物工程研究所(IBEC)领导的一项研究调查了不同类型结直肠癌细胞的机械特性如何影响转移过程。这项研究使用了患者来源的肿瘤类器官，重点关注表达LGR5蛋白的癌症干细胞，LGR5蛋白是肠道和癌症干细胞更新和分化所需的信号传导的关键标志物。结果显示，表达LGR5的细胞(LGR5+)和不表达LGR5的细胞(LGR5-)在力学性能上存在显著差异。

具体来说，研究人员观察到，不表达LGR5的细胞更柔软，粘性更低，移动速度更快，使它们能够更好地离开主要肿瘤。相比之下，表达LGR5的细胞更能附着在血管壁上，并产生间隙，使它们能够侵入其他组织，促进它们生长到体内的新部位，从而有可能形成转移。

IBEC ICREA研究教授Xavier Trepat解释说:“这两种细胞类型之间的过渡是一种适应性机制，可以帮助它们抵御微环境中的物理变化，促进癌症的发展。”

这项发表在著名杂志《自然通讯》上的研究表明，细胞机械性能的这些差异是由于LGR5+细胞中ERM蛋白(ezrin, radixin和moesin)的减少。这些蛋白质将细胞膜与细胞的内部骨架连接起来，影响其硬度和附着力。通过操纵这些蛋白质，研究小组能够诱导LGR5+和LGR5-细胞表现相似，证实了erm在观察到的机械差异中的关键作用。

Trepat小组的IBEC研究员、该研究的第一作者Sefora Conti解释说，他们进行了几个实验来测试ERM的效果:

“我们在LGR5+细胞中添加了一种模仿ERM功能的合成蛋白，并观察到它们在机械上与LGR5-细胞无法区分。另一方面，我们降低了LGR5-细胞中ERM蛋白的表达，再次观察到它们与LGR5+细胞的机械差异减小。这些结果表明，ERM蛋白有可能成为干扰结直肠癌转移过程的治疗靶点。”

在与巴塞罗那生物医学研究所(IRB)的Eduard Batlle小组的合作中，研究人员还分析了来自一组患者的单个细胞中ERM蛋白的表达模式，并表明ERM的减少是结直肠肿瘤的共同特征。

这些发现可能有助于开发治疗和预防结直肠癌转移的新策略，结直肠癌是全球第三大常见癌症，也是癌症相关死亡的第二大原因。

领导这项研究的Xavier Trepat也是巴塞罗那大学的教授，也是生物工程、生物材料和纳米医学生物医学研究网络中心(CIBER-BBN)的成员。这项工作是与巴塞罗那的基因组调控中心(CRG)、巴塞罗那的生物医学研究所(IRB)、德国埃尔兰根的马克斯普朗克光科学研究所、德国海德堡的欧洲分子生物学实验室(EMBL)、意大利巴勒莫大学和瓦伦西亚的Príncipe菲利普研究中心(CIPF)合作开展的。