在腦組織中吸收腫瘤細胞來源外泌體的主要細胞類型是血管內皮細胞(紅色)及其附近的小膠質細胞(綠色)。
用腦轉移的癌細胞產生的外泌體(綠色)處理腦組織中的大血管(紅色)，證明在大腦微環境中(藍色)，內皮細胞和血管周圍的細胞會優先攝取腫瘤細胞來源的外泌體。
近日，美國威爾·康奈爾醫學院和紐約長老會醫院的研究人員發現，乳腺癌、肺癌和其他癌症會利用一種名為CEMIP的蛋白質促進癌細胞向大腦擴散或轉移，CEMIP有望成為預測、預防和治療癌細胞腦轉移的重點。相關論文發表在11月4日的《自然·細胞生物學》雜誌上。
導致絕大多數癌症患者死亡的元兇，並不是最初形成的原發腫瘤，而是重要器官的轉移性腫瘤，其中最致命同時也比較常見的就是腦轉移。然而截至目前，科學家們尚未找到預測癌細胞轉移的好方法，更別說預防或治療了。
在這項最新研究中，科學家們驚喜地發現，發生腦轉移的人類乳腺癌和肺癌細胞會大量產生一種蛋白質——CEMIP。在這些癌細胞的“外泌體”（由細胞分泌的微小膠囊，可以在體內循環，並被其他細胞吸收）中，CEMIP的濃度特別高。相比之下，轉移到骨骼和其他器官的癌細胞產生的CEMIP水平則較低。
隨後，研究人員發現，原發性乳腺腫瘤和肺腫瘤中含有CEMIP的外泌體，主要會被構成大腦血管的內皮細胞和附近的小膠質細胞（大腦中的免疫細胞）所吸收，並引發這些細胞產生炎症分子。這些炎症分子反過來又支持了癌細胞的存活和發展，從而形成腦瘤。而在缺乏CEMIP的情況下，易發生腦轉移的細胞在組織培養實驗和動物模型中均無法正常地在腦組織中定植。“但即使敲除癌細胞中的CEMIP基因，通過外泌體提供CEMIP也能恢復腦組織的分子環境，從而讓癌細胞在腦內定植。”第一作者、博士生Gonçalo Rodrigues說。
在這項研究中，研究人員對300多名乳腺癌和肺癌患者的原發性和轉移性腫瘤樣本進行檢查後發現，與骨或其他組織轉移相關的原發腫瘤或無轉移的原發腫瘤相比，與腦轉移相關的原發腫瘤的CEMIP蛋白水平要高得多。因此，他們將原發性腫瘤中較高的CEMIP生成與腦轉移的快速進展聯繫起來，而腦轉移中較高的CEMIP水平也預示了患者較短的生存時間。
研究結果提示，腫瘤組織和外泌體中CEMIP的水平可能是腦轉移風險的一種有用的生物標誌物。“矛盾的是，由於治療方法的改進和生存時間的延長，越來越多的腫瘤患者會發生腦轉移。 因此，如果有一種工具能夠識別出標準治療後最容易發生腦轉移的患者，那就太好了。”文章的共同通訊作者David Lyden博士說，他是兒科心臟病學教授，也是威爾·康奈爾醫學院的兒科和細胞與發育生物學教授。
“我們的發現表明，阻斷CEMIP可能是預防或治療癌細胞腦轉移的良好策略，監測原發性腫瘤的CEMIP水平可能將使我們首次實現對腦轉移風險的預測。”Lyden博士最後總結道。
現在，研究人員正在開發CEMIP含量的診斷試劑盒以及治療性的抗體，原則上我們可以通過阻斷CEMIP延緩或預防腦轉移。
編譯：花花
審稿：三水
期刊編號：1465-7392
原文鏈接：
https://news.weill.cornell.edu/news/2019/11/scientists-identify-protein-that-promotes-brain-metastasis
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