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肺腫瘤細胞有胃組織? 揭癌細胞抗化療藥機制

2019/4/9 — 15:06

最新刊於《Developmental Cell》 的研究從肺腫瘤樣本中,發現消化系統組織。發現或有助了解癌細胞病變抗藥機制。

化療是現今治療肺腫瘤的主流方法之一,然而,此療法卻時會出現癌細胞抗藥性問題。帶領今次研究的細胞生物學家 Purushothama Rao Tata 形容癌細胞為了生存,會變得「無所不用其極」。

Tata 以往專門研究各種肺部細胞,以及細胞受損後重修的可塑性。多年研究令他疑惑癌細胞會否採用類似機制,以增加其生存機會。為解開此難題,他集中研究跟約 80–85% 肺癌相關的非小肺癌細胞 (Non-small cell lung cancer) 。

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透過分析存有 33 種癌症基因譜資訊數據庫的資料, Tata 發現大部份肺癌細胞都失去了 NKX2-1 基因。NKX2-1 基因的功能就如「總制」般,可引導細胞正確分裂成肺部細胞。失去此基因的細胞則會出錯,並發展成鄰近的消化系統器官細胞組織。不僅如此, Tata 更從這些肺部細胞中,發現數個與食道及消化系統相關的器官基因。

Tata 推論,由於肺部及消化系統細胞在發育初期均是由同祖細胞 (progenitor) 分裂而成,失去 NKX2-1 基因有機會令此類肺細胞,開始根據鄰近的其他細胞特徵發展。這個過程更有機會使這類細胞對化療藥物產生抗藥性。

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為測試此假說, Tata 的研究隊伍基因編輯了數種小鼠,包括將剔除了 NKX2-1 基因的實驗小鼠。他們從顯微鏡觀察到,部份肺部細胞竟然出現只會在腸道生長的細胞組織結構。基於此發現,研究人員再嘗試從肺部細胞中剔除 NKX2-1 基因,並分別啟用了 SOX2 及 KRAS 兩種致癌基因。

研究隊伍發現失去 NKX2-1 以及啟用 SOX2 基因的肺部細胞果然發展成腫瘤,而且組織更變得與消化組織相近。啟用 KRAS 基因的肺部細胞,則發展出類似尾腸組織結構。然而,研究人員當時仍未能確認細胞出現的變化,是否跟其他身體組織相關。

因此,他們再嘗試利用新研發、用作模仿肺部腫瘤組織結構的迷你肺腫瘤系統 (mini-lung tumoroid system) 。他們發現只需改變基因表徵,已足以讓肺部細胞組織出現其他細胞的待徵。 Tata 指出,此機制證明癌細胞有能力改變,以增加面對藥物時的抗藥能力。今次研究則讓研究人員可準確得知,可能導致化療等療程出現抗藥反應的機制。 

來源:
ScienceAlert, Scientists Find a Tiny Stomach Hidden Inside Lung Tumours, Because Cancer Is Changing, 7 April 2019

報告:

Tata, P.R., Chow, R.D., Saladi, S.V. & et al. (2019). Developmental History Provides a Roadmap for the Emergence of Tumor Plasticity. Development Cell, 44, 6. DOI: 10.1016/j.devcel.2018.02.024

文/Edward Ho 、審核/Alan Chiu

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