乳腺癌對腫瘤硬度的反應可以預測骨轉移

在乳腺癌的情況下，當癌細胞擴散到骨骼中的新部位時，骨轉移會導致與乳腺癌相關的傷害更大，并且在晚期疾病中通常無法治愈。亞利桑那大學健康科學研究人員的一項新研究發現，癌細胞在組織硬化時變得更具攻擊性，并且這些變化會隨著時間的推移而持續存在。

隨著患病乳腺組織變得纖維化，腫瘤變硬在乳腺癌細胞如何在全身擴散方面發揮著重要作用。發表在《細胞報告》雜志上的論文“乳腺腫瘤硬度通過維持機械調節指示骨轉移”發現，乳腺腫瘤微環境的硬度，會導致癌細胞發生變化，使它們更積極地擴散到骨骼。由此產生的變化作為“機械記憶”保持不變，它指示癌細胞發送導致骨骼分解的信號。一旦發生這種情況，患者往往會出現自發性骨折等使人衰弱的并發癥。

“不幸的是，骨轉移通常要到不可逆轉的晚期才會被發現，”資深作者、圖森大學細胞和分子醫學及癌癥生物學副教授GhassanMouneimne博士說。“真正令人興奮的是，有一天能夠從患者的原發腫瘤中取樣，并預測誰有骨轉移的高風險，然后可以干預一種我們現在正在實驗室驗證的預防策略。”

該研究，首次證明了癌癥轉移過程中的機械記憶概念，開發了一種新的機械調節或“MeCo”評分，以量化細胞變化。之后，研究人員希望MeCo評分可用于幫助識別可能受益于重新利用的抗纖維化治療，以預防骨轉移的乳腺癌患者。

“患者的乳腺腫瘤MeCo評分越高，他們繼續發生骨轉移和預后較差的可能性就越大，”細胞和分子醫學助理教授、BIO5研究所成員CaseyRomanoski博士說和亞利桑那癌癥中心。“這種剛度特征可能具有令人難以置信的臨床效用。”

為了進一步探索臨床應用，Mouneimne博士和亞利桑那州癌癥中心的前研究生和博士后研究員AdamWatson博士與TechLaunchArizona合作，這是該大學的辦公室，該辦公室將研究產生的發明商業化，啟動一家初創公司MeCoDiagnostics，LLC。該公司正在努力使該技術成熟并將其推向市場，在那里它可以影響各地乳腺癌患者的生活。

之前已知腫瘤僵硬會誘導細胞變化，從而導致更具侵襲性的癌癥，但根據該論文的第一作者沃森博士的說法，“僵硬”的概念具有誤導性。

“大多數早期乳腺腫瘤比周圍組織更硬，但大多數不會擴散到骨骼，”他說。“這與腫瘤硬度無關，而是與癌細胞的硬度反應性有關，我們稱之為機械調節。”為了研究這種現象，該團隊創建了一個實驗室環境，模擬體內遇到的堅硬或柔軟的腫瘤環境，并評估乳腺癌細胞的反應。

他們發現在僵硬環境中生長的細胞具有“機械反應”，其特征是細胞擴散、侵襲和開啟與骨骼發育和疾病相關的基因。即使在細胞被轉移到軟環境后，這些基因變化仍然存在。

接下來，研究人員研究了乳腺癌細胞中，哪些基因被打開和關閉以響應僵硬的環境。基于這些基因表達變化，他們開發了MeCo評分，并使用來自數千名乳腺癌患者的數據進行了驗證和完善。“這是來自許多不同領域的研究人員的大量工作的結晶，”Mouneimne博士說。“這突出了我們在亞利桑那州健康科學大學，以及如何一起工作可以在這個充滿挑戰的領域、取得進展的環境乳房癌轉移。”

未來的研究，可能會集中在癌細胞如何維持驅動轉移的基因表達變化上，基于額外的發現，該發現確定了一種稱為RUNX2的轉錄因子，該因子被纖維化樣僵硬激活。RUNX2在細胞分裂時，保持附著在DNA上，并“標記”哪些基因保持打開狀態，其中包括驅動骨轉移和骨分解的基因。