我們常說惡性腫瘤是一種"全身性疾病",因為它能擴散到身體的各個部位。當腫瘤細胞轉移到肺部時,它們往往表現(xiàn)得更加兇猛。為什么肺部會成為腫瘤細胞的"溫床"?近期的研究揭示了一些關鍵的秘密。
氧氣與環(huán)境的平衡 根據(jù)研究,肺部是腫瘤轉移的常見目標之一,大約有54%的腫瘤患者在病程中可能會出現(xiàn)肺轉移。這并不是巧合,肺部的物理和化學環(huán)境為腫瘤細胞的生存和繁殖提供了優(yōu)越的條件。
與其他器官相比,肺部的氧化環(huán)境獨具特色。正常情況下,人體許多器官內的氧化應激水平較高,這是由于代謝活動旺盛,產(chǎn)生了大量的活性氧。這些活性氧不僅能幫助細胞代謝,還能作為一種"武器",參與免疫系統(tǒng)對病原體和異常細胞的攻擊。然而,肺部的氧化應激水平卻相對較低,氧化環(huán)境較為溫和。
這種溫和的氧化環(huán)境,就像一個讓腫瘤細胞"喘口氣"的避風港。活性氧水平較低意味著腫瘤細胞不容易受到氧化應激的攻擊,從而減少了對它們的殺傷力。
此外,溫和的環(huán)境還能抑制免疫系統(tǒng)中殺傷性免疫細胞(例如自然殺傷細胞和細胞毒性T細胞)的活性,使它們無法高效識別和消滅腫瘤細胞。就好比在其他器官,腫瘤細胞需要時刻提防"巡邏隊"的圍捕,而到了肺部,這些"巡邏隊"的警惕性降低,腫瘤細胞得以伺機行動,逃過一劫。而且,"溫床"是早已準備好的:腫瘤在原發(fā)部位時就會"派遣信使"--通過分泌特定因子,改變肺部的免疫細胞和細胞外基質,營造一個適合腫瘤細胞生存的"預轉移微環(huán)境"。
"營養(yǎng)供給站" 研究發(fā)現(xiàn),肺部就像一個"營養(yǎng)供給站",為到來的腫瘤細胞提供了關鍵的物質支持。具體來說,肺部組織中富含一些對腫瘤細胞生存和增殖至關重要的營養(yǎng)物質,例如氨基酸、脂質和葡萄糖。這些營養(yǎng)物質并非隨機存在,而是在腫瘤細胞尚未抵達之前就已經(jīng)被肺部的"預轉移微環(huán)境"精心準備好。
換句話說,肺部不僅為腫瘤細胞提供了"食物",還像一個"加油站",為它們注入動力,讓它們更容易在新的環(huán)境中扎根、生長和擴散。正是這種特殊的營養(yǎng)供應,使得腫瘤細胞在肺部的表現(xiàn)更加兇猛,為治療增加了難度。
肺部轉移腫瘤的"信號操控者" 研究團隊發(fā)現(xiàn),一種名為天冬氨酸的氨基酸在腫瘤的肺部轉移中起到了關鍵作用。它不僅是腫瘤細胞合成蛋白質的基礎原料,還像一種"信號分子",能夠激活腫瘤細胞內復雜的"指揮系統(tǒng)",從而提升其侵襲能力。
在乳腺腫瘤患者和小鼠模型中,研究人員觀察到肺間質液中天冬氨酸濃度升高,這些天冬氨酸被腫瘤細胞"捕獲"并加以利用。
天冬氨酸通過激活NMDA受體離子通道,觸發(fā)一系列信號級聯(lián)反應,就像為腫瘤細胞打開了一扇"大門"。這種機制進一步增強了腫瘤細胞的蛋白質翻譯功能,特別是通過促進關鍵酶DOHH的表達完成"海普修飾",從而激活特殊的翻譯起始因子eIF5A,使腫瘤細胞能夠快速制造更多侵襲相關的蛋白質,例如與膠原蛋白合成相關的蛋白,助推腫瘤細胞在肺部的快速生長和擴散。
腫瘤細胞的"偽裝術" 研究發(fā)現(xiàn),肺部轉移的腫瘤細胞具有一種特殊的能力,它們可以通過激活一系列信號通路,增強與膠原蛋白合成相關的蛋白質表達。這種機制使得腫瘤細胞能夠大量制造膠原蛋白,而膠原蛋白是細胞外基質的關鍵組成部分。細胞外基質就像人體組織的"建筑骨架",膠原蛋白的過量合成使得腫瘤細胞能夠借助這層結構構建一個"偽裝外套"。這層偽裝不僅為腫瘤細胞提供了物理支撐,讓它們更容易嵌入肺部組織,還能幫助腫瘤細胞隱藏其真實面目,避免免疫系統(tǒng)的監(jiān)視和攻擊。
更重要的是,這種偽裝術還為腫瘤細胞提供了一種"保護傘",可以隔離周圍的惡劣環(huán)境,使腫瘤細胞在肺部的微環(huán)境中更穩(wěn)定地生存下來。
與此同時,膠原蛋白的堆積還能改變肺部的組織結構,營造一個更加有利于腫瘤細胞擴散的環(huán)境。正是通過這一機制,肺部轉移腫瘤細胞表現(xiàn)出更強的侵襲性和生存能力,為疾病的進一步發(fā)展帶來了更大挑戰(zhàn)。
科學意義與未來展望 這項研究首揭示了天冬氨酸作為一種細胞外信號分子,如何在肺部環(huán)境中推動腫瘤細胞的侵襲能力。這不僅拓展了我們對腫瘤癥轉移機制的理解,還為治療肺部轉移腫瘤提供了新的思路。
比如,如果能設計出抑制天冬氨酸信號通路的藥物,或許可以阻止腫瘤細胞在肺部的"作惡"?;蛘?,通過抑制與膠原蛋白相關的蛋白質,削弱腫瘤細胞的偽裝能力,讓免疫系統(tǒng)更容易識別并攻擊它們。