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医麦客：这个蛋白和前列腺相关
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癌细胞的转移
2017年8月20日/医麦客 eMedClub/--近日，约翰霍普金斯Kimmel癌症中心（Johns Hopkins Kimmel Cancer Center）的科学家们发现前列腺癌细胞拥有着“变形金刚”的能力，它们可以随意变换形状挤入体内的其他器官内，并就地扎营。
通过研究证实，这个转移的过程涉及到一种称为AIM1的癌症相关蛋白，基于此，研究人员提出了阻断或逆转癌症转移扩散的潜在途径。相关研究结果发表在Nature子刊《Nature Communications》上。
众所周知，癌症本就如同野兽，相当难以对付。可想而知，当它具有随意出入体内各个组织器官的能力的时候，就更无从下手了。以前列腺癌为例，其可以转移到身体的任何部位，最常见的情况是穿过血液或淋巴管进入骨头，也可以转移到达淋巴结、肺、肝脏和大脑等位置。
那癌细胞为什么能够“自由变换”呢？研究人员分析了有关男性前列腺癌的五项研究中的数百种原发性和转移性癌症的遗传学公开数据。他们发现：在前列腺癌中，AIM1基因的缺失率达到20-30%，而在已经转移的前列腺癌中，AIMI的缺失率更是高达40%。
左：AIM1蛋白在正常前列腺细胞中染色为棕色，并沿着每个细胞的外部边界。右：原发性前列腺癌细胞中的AIM1蛋白在每个细胞中扩散（Nature Communications）
此外，与正常患者或非转移性前列腺癌患者相比，科学家发现转移性前列腺癌患者的AIM1表达量平均减少了二至四倍，这表明AIM1蛋白表达水平的降低与肿瘤扩散有着某种联系。
而在此之前，已有研究证明AIM1（absent in melanoma 1）基因的缺失与黑色素瘤的进展有关，但并不清楚其中的作用机制。
作为该研究团队的一员，约翰霍普金斯Kimmel癌症中心的Michael Haffner博士说：“我们的实验表明，AIM1蛋白的缺失使前列腺癌细胞具有了改变形状的能力，而这些能力可以让前列腺癌细胞在动物中甚至是人体内扩散到不同的组织和器官中。当然这并不是前列腺癌扩散的整个过程，但在某些情况下，这似乎是其中的重要组成部分。”
通过对AIM1基因及其在前列腺癌组织中的蛋白表达水平的观察，研究人员发现，即使该基因没有完全缺失，其蛋白表达水平下降。相比较正常的前列腺细胞，它在前列腺癌细胞中的分布高度异常。
科学家们表示，这种情况甚至发生在原发性前列腺癌细胞中，癌细胞通过侵入组织器官，形成了前列腺内的侵袭性癌症。
AIM1以红色显示，β-肌动蛋白以绿色显示（图片来源 Nature Communications）
在实验室内，研究小组通过染色追踪了正常和前列腺癌组织中的AIM1蛋白的位置。结果发现：在正常的前列腺细胞中，AIM1位于每个细胞的外部边界，并与一种叫做β-肌动蛋白(beta -actin)的蛋白质进行配对，这有助于形成细胞骨架。
然而，在前列腺癌细胞中，并没有找到AIM1蛋白，并且也不再与β-肌动蛋白配对。
这种分布位置的改变在人体组织样本中是可见的，包括81个正常前列腺细胞、87个原发性前列腺癌细胞，以及52个已转移到淋巴结的前列腺癌细胞。
Vasan Yegnasubramanian（图片来源 hopkinsmedicine.org）
Kimmel 癌症中心的VasanYegnasubramanian博士解释说：“当AIM1蛋白表达水平下降时，或者其异常扩散到整个细胞而不仅局限于细胞的外部边界时，前列腺癌细胞的支架就会变得更有延展性，并且能够侵入其他组织。而有了AIM1，支架就可以保持细胞的正常结构。”
为了了解这些具有变形能力的癌细胞如何移动，Steven An博士与约翰霍普金斯大学的科学家们一起进行了探究。通过使用一种成熟的、定量的单细胞分析方法，对AIM1缺失的前列腺癌细胞进行了近距离观察，以探测活体细胞机器细胞支架的物理特性。
他们发现缺失AIM1的细胞将会对细胞支架进行再塑造，并且和具有正常水平的AIM1的细胞相比，它们对周围环境施加了三到四倍的作用力。Steven An指出，这种细胞特性让人联想到具有侵袭性和高迁移潜力的细胞。
Steven An（图片来源 hopkinsmedicine.org）
此外，科学家还发现，缺失AIM1的前列腺细胞能够迁移到培养皿中的未被占据的空间，与正常AIM1水平的细胞相比，缺失AIM1的细胞中要高出4倍的结缔组织样物质。
接下来，研究小组在5只小鼠中植入了没有AIM1基因的人类前列腺癌细胞，另外5只小鼠中植入了AIM1表达水平正常的人类前列腺癌细胞作为对照组，然后发现实验组的癌细胞扩散到了其他组织，并且要比对照组的扩散率高出10至100倍。然而，缺失AIM1的细胞并不能在其他组织中建立完整的肿瘤部落，这表明AIM1的缺失不是转移性前列腺癌扩散和生长的全部。
对此，Yegnasubramanian表示，AIM1可能有助于前列腺癌细胞在体内传播，但还有一些附加条件会帮助它们在侵入到组织后形成完整的转移性肿瘤。”
所以，接下来，约翰霍普金斯大学的研究人员计划进一步研究AIM1蛋白与前列腺癌转移的关系，并确定引起转移的与AIM1相关的其他蛋白和基因。而这些研究或能帮助研究人员找到新的药物靶点，以阻断或逆转前列腺癌的转移途径。
参考出处：
http://www.hopkinsmedicine.org/news/media/releases/
https://www.nature.com/articles/s41467-017-00084-8
http://www.medicalnewstoday.com/articles/318873.php
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