免疫细胞陷阱可能有助于癌症转移

一篇关于癌症研究的博客文章指出,癌细胞可能利用中性粒细胞(一种免疫细胞)的正常功能来帮助形成转移性肿瘤。

是一个正常的中性粒细胞(左)旁边的一个中性粒细胞已经释放了一个陷阱(右),捕捉和杀死病原体。一项新的研究表明,后一种类型的中性粒细胞,称为网,可以促进癌症转移。

的功劳:Mikala Egeblad,冷泉港实验室

癌细胞是臭名昭著的招募正常细胞,以帮助他们生长和扩散。现在一项新的研究表明,癌细胞可能利用中性粒细胞(最常见的白血球形式)的正常功能来帮助形成转移性肿瘤。

其他研究已经将中性粒细胞与肿瘤转移联系起来,并提出了它们可能如何完成这项任务。作者认为,这项新的研究可能有助于填补这一过程中的一些空白。研究表明,

癌细胞可以诱导中性粒细胞释放特殊的陷阱,这些免疫细胞通常用来捕获和消灭病原体。研究小组报告说,对于从原始肿瘤中逃逸并转移到身体遥远部位的癌细胞来说,这些所谓的中性粒细胞胞外陷阱(NETs)似乎有助于癌细胞在其他组织中形成肿瘤或转移,研究人员还开发了一种基于纳米技术的疗法,可以分解蚊帐。他们表示,这种治疗可以预防或大大减少乳腺癌侵袭性小鼠肺部转移瘤的形成。

虽然研究小组有一些关于网状物如何促进转移的理论,但这究竟是如何发生的还不清楚,研究的主要作者,Mikala Egeblad博士说,但是研究人员在10月19日的《科学转化医学》杂志上写道,这些发现表明“蚊帐对转移性定植至关重要”,“提高了靶向蚊帐预防转移的令人兴奋的可能性”,

投射蚊帐

作为潜在有害细菌和其他病原体、中性粒细胞的第一反应者是人体免疫系统的重要组成部分。中性粒细胞清除体内有害病原体的方法之一是通过形成网状物,一个由DNA和有毒酶组成的网状物,诱捕并杀死这些入侵者。

在过去十年中,免疫系统细胞在癌症中的作用既是肿瘤发展、进展的促进者,也是肿瘤发展、进展的障碍,NCI癌症研究中心的Rosandra Kaplan医学博士解释说,扩散已经引起了极大的兴趣,他的研究重点是肿瘤微环境及其特定成分,包括促进转移的免疫细胞。

,但中性粒细胞并没有像其他免疫细胞一样受到同样的关注,例如T细胞和巨噬细胞,她继续说,

“T细胞真的处于中心阶段。他们最擅长杀死肿瘤细胞,所以他们得到了很多关注,”卡普兰博士说。另一方面,中性粒细胞一旦产生就不会在体内停留很长时间,也不像其他免疫细胞那样致命,她继续说,因此,人们对中性粒细胞作为一种抗肿瘤武器促进癌症或增强能力的罪责研究较少。

Egeblad博士和她的团队,对早期将中性粒细胞与转移联系起来的研究进行了后续研究,最初的重点是乳腺癌转移,以更好地了解中性粒细胞如何以及在何处支持这一过程。

例如,在高转移性乳腺癌的小鼠模型中,他们发现,在原发性和转移性肿瘤中可以发现大量的中性粒细胞和信号分子,直到他们转向一种被称为共焦活体肺成像(CILI)的先进成像技术,NETs的潜在作用才变得清晰起来。研究人员利用CILI扫描了注射了乳腺癌细胞的小鼠的肺部,这些细胞优先扩散到肺部,并看到一些细胞突起的结构。另外的实验表明这些结构是网络。

和研究人员分析了乳腺癌患者的原发性和转移性肿瘤样本,他们报告说,在注射乳腺癌细胞后,小鼠体内的蚊帐数量在数天内保持“升高”状态。尽管他们在两种类型的肿瘤样本中都发现了网状物,在高转移型乳腺癌患者的肿瘤样本中发现的陷阱数量最多,且最为一致。实验室的

附加实验表明,当中性粒细胞在高侵袭性乳腺癌细胞存在下生长时,它导致了强大的网络形成,并使癌细胞的行为更具侵略性。当他们将中性粒细胞与不能迅速生长和扩散的乳腺癌细胞一起培养时,这两种结果都没有发生。

其他实验表明,癌细胞可能通过打开免疫细胞中的关键信号通路,诱导中性粒细胞形成和释放网。

消化网

基于DNA的研究人员怀疑,蚊帐的结构可能存在一个潜在的漏洞,这种漏洞可能被用于囊性纤维化(CF)患者已经做过的一些事情。

CF的一个特征是肺部积聚了一层厚厚的黏液,部分原因是持续感染引发的蚊帐积聚。因此,CF患者常被吸入一种药物治疗,这种药物使用一种叫做DNaseⅠ的DNA消化酶来溶解陷阱并稀释粘液。

这种酶在转移性乳腺癌细胞系中显示出很强的疗效。但是,当他们在小鼠乳腺癌模型中测试DNase I时,这种酶对转移的作用“不是很强”,Egeblad博士说,

基于对DNase I的旧研究数据,研究小组推测DNase I酶在体内迅速降解,这是注射的小鼠的速率限制因素对于转移性乳腺癌细胞,

于是他们求助于Dana-Farber癌症研究所的Michael Goldberg博士,他的实验室已经开发出可以与酶结合的纳米颗粒,使它们能够在更长的时间内保持稳定和活性。

这种方法奏效了。在前三只小鼠中,用研究小组结合了DNA酶I的纳米颗粒进行治疗,“我们看到了非常显著的效果,”Egeblad博士说。

总的来说,用纳米颗粒结合DNA酶I治疗的9只小鼠中,有3只没有可检测到的转移,所有用该药物治疗的小鼠转移较少,明显较小卡普兰博士提醒说,与用缺乏DNA酶的对照纳米颗粒治疗的小鼠相比,

了解平衡

在肿瘤微环境中,中性粒细胞、其他免疫细胞和其他因子在促进和抑制肿瘤生长或扩散方面的作用,还有许多未解决的问题

例如,尽管NETs可能促进转移的发现“相当新颖”,她继续说,这与其他研究的发现是一致的,这些研究涉及细胞在转移过程中排出的其他化合物,包括长的非编码rna和称为外显体的小囊。

使事情更加复杂,埃格布拉德博士强调,现有的研究有力地表明,中性粒细胞或巨噬细胞或其他因素在某些情况下有助于肿瘤的发展,而在其他情况下则会阻碍肿瘤的发展。

“很可能在免疫细胞促进或抑制肿瘤发展之间有一个很好的平衡点,她继续说,这种平衡受到许多不同因素的影响,研究人员才刚刚开始了解这些因素。

她的团队正致力于在他们的研究成果的基础上,包括进行实验,帮助他们更好地理解网络是如何促进扩散到远处的癌细胞形成转移性肿瘤的。即使在那时,埃格布拉德博士警告说,他们发现iscover可能有局限性。

“我们知道肿瘤劫持不同的过程来促进转移,”她说。“我们需要看看其他类型的癌症,并开放的想法,他们可能不是所有使用相同的过程。”“