研究人员对肿瘤样本中的细胞自食（cell cannibalism）现象已经观察研究了一个多世纪了，然而如今他们仍然没有清楚阐明这种不寻常行为发生的分子机制；近日，来自巴布拉汉研究所(Babraham Institute)等机构的研究人员通过研究揭开了驱动细胞自食的新型分子机制，或为深入阐明癌症生物学相关机制提供新的希望，相关研究刊登于国际杂志eLife上。
分裂中的一个细胞正被旁边的细胞吞噬。DNA以蓝色标示，负责细胞间附着的蛋白以绿色显示。图片来源：Dr Jo Durgan, Babraham Institute
当一种细胞围绕、杀灭并且消化另外一种细胞时就会发生细胞自食现象，这种现象并不会在健康细胞之间发生，但在肿瘤组织中却非常常见，这项最新研究中，研究人员揭示了细胞分裂驱动细胞自食发生的机制，即当细胞一分为二时；由于失控的细胞分裂是癌症发生的标志，因此研究人员认为细胞自食往往在抵御癌症上发挥着重要的角色。
文章中，研究人员对人类上皮细胞进行了研究，这些细胞能够形成机体表面，并且引起超过80%的人类癌症，正常情况下，当细胞分裂时上皮细胞会牢固地吸附在其周围表面上，本文研究发现，吸附力的减弱往往会造成更多的细胞自食现象，这或许就能够解释为何削弱细胞吸附的药物能够作为有效的抗癌药物。
细胞互食可能会抑制癌症生长。左：一个正在分裂的细胞（右下）正在被另一个细胞（中心）吞噬。右：已被另一个细胞完全消灭的分裂细胞。来源：eLIFE
研究者Durgan博士表示，我们开始研究鉴别能够控制肿瘤细胞自食的特殊蛋白，但通过利用时间间隔显微镜(time-lapse microscopy)我们观察了整个过程，而且我们还偶然间发现了一个完全意想不到的新机制，这或许就说明，从癌症角度来看，细胞分裂真的看起来非常有趣。细胞自食与癌症有着非常复杂的关联，但目前研究者并不是完全清楚是否细胞自食能够帮助或者阻碍肿瘤的生长。然而这项研究中研究者就发现，分裂的细胞更有可能被其它细胞所自食，这也说明，细胞自食或许能够通过促进癌细胞被附近健康细胞所摧毁耗尽来减缓或抑制癌症的进展。
最后研究者Oliver Florey说道，细胞自食是一种非常有意思的过程，其或许在正常的生理学机制中扮演着关键角色（包括癌症等）；通过对细胞自食进行研究，我们就能够深入阐明基础细胞生物学的机制，同时在癌症研究领域取得更多新的发现。在对细胞间结构观察研究了100多年后，如今研究人员在细胞和癌症生物学研究中取得了非常令人激动的发现。
（来源：生物谷 2017/07/13）
漱石
早在一个多世纪以前，人们就在肿瘤样本中观察到细胞互食（生物探索译，原文：Cell cannibalism）现象。但是，这种奇特的行为一直没有得到充分研究。近日，剑桥医学研究所的科学家领导的新研究揭示了一种推动细胞互食的新机制——细胞分裂，为癌症生物学提供惊人的见解。这一研究发表于近日的eLIFE期刊上。
细胞互食，即一个细胞包围，杀死并消化另一个细胞。2007年曾报道过上皮细胞内存在的一种细胞互食形式——细胞侵入性死亡（Entosis），Entosis通常不会在健康细胞之间发生，但在肿瘤中很常见。在侵入性死亡过程中，细胞通过钙黏着蛋白介导的细胞间连接作用，经内化过程侵入临近的宿主细胞空泡内，被溶胞体酶系降解而导致死亡。
在实验中，细胞互食过程只有当细胞从周围环境中脱离时才会发生。我们体内的细胞通常被一种名为细胞外基质（extracellular matrix）的蛋白质网络所包围和支撑。然而，在肿瘤内，癌细胞开始生长时通常无需附着于基质，因此更容易发生细胞互食。一个名为Cdc42的蛋白质在细胞之间以及细胞与细胞外基质黏附的过程中扮演着重要角色，但Cdc42对entosis的调控作用尚不明确。
本文的第一作者Jo Durgan博士表示，他们最初想知道Cdc42是否参与了目前已知的细胞互食机制——比如在脱落的细胞中所观察到的。然而，实验表明，在人类细胞中去除Cdc42对这种机制的entosis几乎没有影响。出乎意料的是，Cdc42的缺失却能导致另外一种形式的细胞互食，尽管这些细胞仍旧与细胞外基质相连。这种新的互食过程与细胞分裂相关，正在分裂或刚分裂完的细胞会被相邻的细胞消灭。在细胞分裂期间，一组蛋白质——RhoA和肌球蛋白，会让细胞变得更圆更硬。 Durgan等人这认为这可能让分裂细胞强制闯入其他细胞，这是entosis关键的第一阶段。对于癌症治疗来说，这无疑是个好消息，由于癌细胞比正常细胞分裂更频繁，这意味着它们更容易被其他细胞“吃掉”。此外，一些干扰细胞分裂的化疗药物也增加了细胞互食的发生率。
细胞互食与癌症的关系十分复杂，一方面，细胞互食可能为肿瘤提供营养并使其更容易发生遗传错误；另一方面，这一过程也可以通过消除损伤细胞来抵抗癌症。这项新研究发现分裂的细胞更有可能被其他细胞吞噬，这意味着细胞互食或许能够通过让癌症细胞被周围的健康细胞消灭从而延缓或阻碍癌症发展。未来的工作将探讨是否可以通过entosis来预测癌症在患者中的进展及对治疗的反应。
本研究的首席科学家Oliver Florey博士表示：“细胞互食是一个迷人的过程，它可能在正常生理学和癌症中都有作用。通过研究细胞互食，我们希望进一步了解基础细胞生物学，并探索癌症研究新途径。”
（来源：生物探索 2017-07-13）
原始出处：Joanne Durgan，Yun-Yu Tseng，Jens C Hamann，et al. Mitosis can drive cell cannibalism through entosis. eLife (2017). DOI: 10.7554/eLife.27134
Cancer Cell Can nibalistic Mechanisms Uncovered http://www.bioportfolio.com/news/article/3228803/Cancer-Cell-Cannibalistic-Mechanisms-Uncovered.html
