研究人员确定癌症侵袭机制

癌性肿瘤是细胞不受控制地分裂的积累，其中一些细胞可以侵入身体的其他部位。这个过程很难详细预测，而根除细胞则难度更大。现在，宾夕法尼亚州立大学领导的一个研究小组揭示了这种外流是如何开始的，揭示了阻止入侵的潜在治疗目标，并提供了一个预后标记来帮助临床医生选择最佳的治疗方案。

他们于 6 月 26 日在《国家科学院院刊》上发表了他们的发现 。

宾夕法尼亚州立大学生物医学工程、机械工程和外科教授、通讯作者Pak Kin Wong表示：“癌细胞不会随机从原发肿瘤中脱离并扩散到各处，它们通常表现出协调和协作。” “可能会出现一个领导细胞来协调入侵，从而提高癌细胞传播的效率。在这项研究中，我们发现了前导细胞的分子标记，使我们能够预测肿瘤的侵袭性以及它们如何侵袭。”

在源自患有肌肉浸润性膀胱癌的人类患者的癌细胞中，研究人员设计了一种纳米生物传感器来追踪长非编码RNA(lncRNA)，lncRNA是指不编码基因但调节细胞如何将其表达为蛋白质的大量遗传物质。

“lncRNA 通常被称为细胞的暗物质，”Wong 说。“虽然许多 RNA 参与蛋白质表达，但 lncRNA 不编码蛋白质。它们的功能以及它们如何调节细胞过程仍然知之甚少。我们开发这种传感器是为了研究 lncRNA 及其对癌症进展的潜在贡献。”

该传感器使研究人员能够识别和跟踪感兴趣的单个 lncRNA 分子，因为它们通常在细胞中表现和发挥作用。Wong说，在传统的分析方法中，研究人员通常无法研究它们在空间和时间上的功能，因为细胞通常是固定的或分裂的。

使用该传感器，研究人员监测了癌症集体侵袭期间lncRNA在细胞中的分布量和分布位置。他们发现 MALAT1(一种与肺癌、膀胱癌和其他癌症转移相关的基因)在前导细胞中高度存在。Wong说，重要的是，当癌细胞成为领导细胞时，MALAT1表达增加;当不再需要领导细胞时，例如当侵袭过程停止或被另一个领导细胞取代时，MALAT1表达减少。

“我们还发现，减少细胞中 MALAT1 的表达可以阻止前导细胞的形成并消除癌细胞的侵袭，”Wong 说。“总的来说，我们的单细胞分析表明，MALAT1 在癌症集体侵袭过程中调节前导细胞方面发挥着重要作用。”

Wong表示，该团队将继续研究前导细胞中MALAT1的机制基础，目标是提供指导治疗的预后工具。

“如果我们能够理解前导细胞的关键特征和功能，我们也许能够帮助临床医生识别侵袭性疾病并预测其行为，”Wong 说。“我们希望这项研究能够促进针对膀胱癌和其他癌症的新型预后和治疗方法的开发。例如，如果应用于临床，确定前导细胞和侵袭性疾病的存在可以增强医生对个体患者预后的了解，并为最合适的治疗策略提供信息。”

合作者包括 Ninghao Zhu，他于 2022 年获得宾夕法尼亚州立大学生物医学工程博士学位;Mona Ahmed，宾夕法尼亚州立大学生物医学工程博士生;Yanlin Li，宾夕法尼亚州立大学电气与电子工程博士生;以及斯坦福大学医学院泌尿外科系 Kathryn Simmons Stamey 教授 Joseph C. Liao。

国家科学基金会和国立卫生研究院支持这项工作。