普林斯顿大学华裔科学家发现乳腺癌骨转移机制

2011-2-04 09:35 来源: 《科学新闻》
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    附图说明:癌细胞和骨细胞在乳腺癌骨转移中的相互作用。骨转移中起破坏性作用的“Jagged1”信号分子被癌细胞(蓝色)用来激活骨细胞中的Notch信号通路(绿色闪光),从而过度增强溶骨细胞(粉红色)的破骨功能,同时让成骨细胞(棕色)释放一种叫IL-6的肿瘤生长因子,从而达到破坏骨骼并促进癌细胞生长的目的。骨骼被溶解过程中释放出的另一种称为TGF-beta的生长因子能够进一步促使癌细胞高度表达Jagged1,最终形成一个恶性循环。

  近日,来自美国普林斯顿大学华裔科学家的最新研究,揭开了乳腺癌如何向骨骼转移的“秘密”,这一研究结果有助于开发针对业已发生转移的乳腺癌的新疗法。该研究即将于2月15日作为封面文章发表在癌症研究的权威杂志《癌细胞》(Cancer Cell)上。

  晚期乳腺癌患者体内的癌细胞经常可以通过在整个身体内部迁移而产生恶性骨肿瘤。普林斯顿大学的科学家通过对一种名为“Jagged1”的信号传导蛋白的研究,发现了肿瘤细胞如何破坏骨骼的分子机制,从而开启了可以阻断这种破坏性过程的药物治疗的大门。

  “迄今为止,针对此类病人我们还没有太多的治疗方法。虽然医生能够控制这些骨癌的症状,但是除此之外毫无办法。”领导此项研究的普林斯顿大学分子生物系副教授康毅滨告诉《科学新闻》,“而我们的发现将开辟一条新的治疗方案。”

  大约有70%~80%的晚期乳腺癌患者其乳腺癌转移到骨头中,此外,它们还可能转移到大脑、肺部和肝脏等部位。在晚期前列腺癌、肺癌和皮肤癌患者当中,这种转移性骨癌也是非常普遍的。

  康毅滨研究团队的这项研究表明,乳腺肿瘤细胞通过细胞信号过程能够给骨细胞错误的指令,从而对病人产生致命后果。人体内数十亿细胞必须通过一系列信号传导的联系才能得以正常发育并有效地维持正常的生理机能。在运作这一过程的复杂系统当中,细胞信号发挥着重要的作用,但是对于肿瘤病人而言,信号分子与接收信号的分子之间的联系出现了错误。

  在健康人中,溶骨细胞每天会溶解一小部分旧的骨骼,并由成骨细胞合成补充新的骨骼,从而保持骨骼的健康和功能。康毅滨认为,在骨转移中起破坏性作用的“Jagged1”信号分子被癌细胞用来激活骨细胞中的Notch信号通路,过度增强了溶骨细胞的破骨功能,同时让成骨细胞释放一种叫IL-6的肿瘤生长因子,从而达到破坏骨骼并促进癌细胞生长的目的。骨骼被溶解过程中释放出的另一种称为TGF-beta的生长因子能够进一步促使癌细胞高度表达Jagged1, 最终形成一个恶性循环。

  康毅滨说:“这一发现将为癌细胞研究人员提供一个明确的目标,即研究一种可以抵消Jagged1的破坏能力以阻止其干扰骨骼正常功能的方法。”

  这一研究已受到乳腺癌研究和治疗的同行们的广泛关注。美国纽约斯隆·凯特林癌症研究中心(Memorial Sloan-Kettering Cancer Center)乳腺癌研究医师Jacqueline Bromberg认为这一发现前景光明。她说:“骨转移在晚期乳腺癌患者中极为常见,虽然有许多方法例如抑制雌性激素、辐射和化疗等方法可以放慢肿瘤的生长,但是目前还是没有有效的根除癌症骨转移的治疗方法。”美国印第安纳大学医学院肿瘤学教授Theresa Guise认为:“这一发现充分展示了肿瘤细胞和骨细胞之间的相互作用,其意义非常重大。”

  阻止这一破坏性通路是治疗转移性骨癌的方法之一,停止这一过程的关键是必须找到抵消Jagged1信号分子或其受体Notch的方法。康毅滨认为在Notch通路上设置路障可以解决这一问题,例如通过降低gamma分泌酶的活性来阻止Notch通路的激活,没有gamma分泌酶,Jagged1对骨细胞的错误指令将无法完成。

  美国制药巨头默克制药公司已经研制了能够阻止gamma分泌酶的药物──gamma分泌酶抑制剂(GSI),从而为康毅滨的研究提供了支持。“这一药物已经表现出了具备对付转移性骨癌细胞的能力。在动物试验中,GSI能够阻挡在肿瘤细胞和骨细胞之间的致病信号,GSI可以有效地降低癌症的骨转移以及骨骼的显著破坏。”康毅滨说。他希望不远的将来临床医生能开始运用GSI进行临床试验来治疗乳腺癌的转移。

主持这一研究的康毅滨博士于1995年从上海复旦大学遗传学系本科毕业后赴美国杜克大学攻读博士学位。2000年博士毕业后获美国艾文顿基金会博士后研究奖并加入位于纽约的史隆·凯特林癌症研究中心从事博士后研究。从2004年9月起应聘于美国普林斯顿大学,并于2010年初晋升为副教授和终身教授。