缺氧的肿瘤细胞具有生存优势可促进癌症扩散

研究人员使用人类乳腺癌和小鼠乳腺癌模型的细胞说，他们有重要的新证据表明，暴露于低氧条件下的肿瘤细胞在入侵和生存于血液中具有优势。

绘制二维和三维实验室创建的组织系统以及活体动物的“命运”细胞的实验明确表明，来自暴露于低氧水平或缺氧状态的原发癌细胞的发生几率高四倍。与正常氧气条件下的肿瘤细胞相比，它们成为可行的循环肿瘤细胞，并且可能扩散到远处的组织。

结果在10月24日的《自然通讯》上进行了描述。

研究负责人丹尼尔·吉尔克斯(Daniele Gilkes)表示：“我们的发现还表明，这些低氧后细胞形成肺转移的可能性是其六倍，这表明缺氧会增强其转移能力。”，约翰·霍普金斯·金梅尔癌症中心乳腺癌和卵巢癌计划的肿瘤学助理教授和研究员。

吉尔克斯和她的研究小组还确定了低氧后细胞的一种基因表达模式，这种模式似乎可以帮助细胞在进入血流时抵抗氧化应激。研究人员发现，一些肿瘤细胞即使在重新充氧后也保留了这种遗传标记的一部分作为“低氧记忆”。

吉尔克斯说：“癌细胞适应低氧水平时趋于变得更具侵略性，但我们惊讶地发现，即使在血液中重新供氧，原发性肿瘤中暴露于低氧的细胞仍保持其侵袭性。 ”。

研究小组认为，未来低氧细胞的独特功能可能会被用作生物标志物，以识别有转移风险的患者，或者可能直接成为治疗方法的目标，以预防或限制转移。

缺氧发生在90%的实体瘤中，已知会对患者的预后产生不利影响。然而，关于肿瘤细胞如何响应低氧而改变的知之甚少。吉尔克斯说，大多数研究小组(包括她自己的小组)都使用与正常空气相同的氧气浓度来生长和试验肿瘤细胞。

吉尔克斯说：“实际上，这比体内的氧气含量高得多。”“例如，乳腺组织中的平均氧气浓度在6%至8%的数量级，而实体乳腺肿瘤的氧气浓度梯度在某些区域远低于1%的氧气。”

对于他们的新实验，旨在捕获正常乳腺细胞恶变后发生的变化，Gilkes及其同事开发了一种实验系统，该系统使用氧气作为开关，使肿瘤细胞暴露于低水平的“荧光”下后“发光”。氧气条件不超过0.5%，与人类肿瘤中测得的水平相当。

该研究的第一作者和吉尔克斯实验室的成员InêsGodet使用该标记物来追踪这些细胞的繁殖情况，这些细胞在实验室中创建的2D和3D组织“球体”和“微型器官”内繁殖并移动。以及在乳腺癌的活小鼠模型中。

研究小组使用荧光激活细胞分选技术捕获红色或绿色(缺氧)乳腺癌细胞，然后进行RNA测序，发现细胞中诱导了包括整合素α10(ITGA10)和铜蓝蛋白(CP)在内的许多基因产物的表达。在实验室中经历过缺氧，但在暴露于缺氧的细胞中却没有。他们研究了来自1000多个乳腺癌患者的原发肿瘤的相似基因表达数据后得出结论，基于肿瘤的低氧模式还可以更好地预测无远处转移的患者的生存。

研究人员说，接下来要回答的问题是，转移部位的低氧后肿瘤细胞是否比其他细胞对化疗更有抵抗力，靶向这些低氧后的细胞是否对治疗转移性癌症患者有益。

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