酸性环境触发基因帮助癌细胞转移

科学家早已知道,肿瘤有许多口袋的高酸度,通常发现肿瘤深处,小氧气是可用的。然而,麻省理工学院的研究人员的一项最新研究发现,肿瘤表面也高度酸性,而这酸度有助于肿瘤更具侵袭性和转移性。

研究发现酸性的环境帮助肿瘤细胞生产蛋白质,使他们更积极。研究人员还显示,他们可能在老鼠通过逆转这一过程肿瘤更少的酸性环境。

“我们的发现加强认为肿瘤酸化是一个侵略性的肿瘤表型的重要推动力,这表明这种酸度为目标的方法可能有价值的治疗,”Frank Gertler说一个麻省理工学院的生物学教授,一位麻省理工学院的科赫研究所综合癌症研究,这项研究的资深作者。

前麻省理工学院博士后Nazanin Rohani是该研究的第一作者,发表在《华尔街日报》癌症研究。

映射酸度

科学家通常认为肿瘤的高酸度的缺氧,缺氧,通常发生在肿瘤,因为他们没有足够的血液供应。然而,直到现在,一直很难精确地图肿瘤酸度和确定它是否与缺氧区域重叠。

在这项研究中,麻省理工学院的研究小组利用一个叫做pH值(低)的探测器插入肽(pHLIP),最初由罗德岛大学的研究人员开发,绘制乳腺肿瘤在小鼠体内的酸性区域。这种肽软盘在正常pH值但变得更稳定的较低,酸性博士,当这一切发生的时候,肽可以将自身插入细胞膜。这使得研究人员,以确定哪些细胞接触过酸性环境下通过识别细胞被标记肽。

令他们吃惊的是,研究人员发现,不仅在缺氧细胞肿瘤内部酸性,也有酸性区域边界的肿瘤和周围结构组织,称为基质。

“有一个很大的肿瘤组织,没有任何特征很明显的缺氧暴露于酸中毒、“歌特勒说。“我们开始研究,我们意识到缺氧可能不会解释肿瘤的大部分地区,是酸性的。”

进一步的调查显示,许多肿瘤细胞的表面转移到细胞代谢的一种称为有氧糖酵解。这个过程生成乳酸酸作为一个副产品,酸度高,占Gertler说。研究人员还发现,在这些酸性区域,细胞已经打开与入侵和转移相关的基因表达程序。近3000个基因显示pH-dependent活动的变化,接近300显示的基因是如何组装的变化,或拼接。

“肿瘤酸中毒引起分子的表达参与了细胞入侵和迁移。这个重新编程,这是一个细胞内的反应在细胞外的pH值下降,使癌细胞在低pH值条件下生存和增殖能力,”Rohani说。

这些被激活的基因包括中东和北非地区,它编码的一种蛋白质,通常在胚胎发育中发挥着关键的作用。Gertler的实验室曾发现,在某些肿瘤,中东和北非地区是拼接不同,生产的另一种形式的蛋白质被称为中东和北非地区^发票(入侵)。这种蛋白质能帮助细胞迁移到血管和传播虽然身体。

另一个关键蛋白质,经历了在酸性条件下可变剪接CD44,也有助于肿瘤细胞变得更加咄咄逼人,打破细胞外组织通常在他们的周围。这项研究是第一次酸度已被证明为这两个基因触发可变剪接。

减少酸性

研究人员然后决定研究这些基因如何应对的酸度降低肿瘤微环境。要做到这一点,他们加入了碳酸氢钠小鼠的饮用水。这种治疗降低酸度和肿瘤转移基因表达接近正常状态。在其他的研究中,碳酸氢钠也已被证明能够降低小鼠模型的转移。

碳酸氢钠将不是一个可行的癌症治疗,因为它不是同时人类,但其他方法,低酸度可以值得探索,歌特勒说。新的可变剪接基因的表达对酸性帮助肿瘤细胞生存的微环境,可以利用这一现象扭转这些程序可能扰乱肿瘤的生长和转移。

“其他的方法更有针对性目标酸化可能是很有价值的,”他说。

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