英國劍橋大學癌症研究中心(CRUK Cambridge Institute)團隊,近期發現一種鈉離子通道蛋白NALCN,是癌症轉移的關鍵調節因子,其調節惡性和正常上皮細胞脫落到血液中,並轉移至遠處器官。此研究不僅發現新的癌症轉移機制,更驚人的是揭示了轉移也會發生在健康細胞。該研究可能徹底改變人們看待癌症轉移的方式,於9月底發表於《Nature Genetics》。
即使癌症治療日益進步,癌症仍然棘手的主要原因之一,便是癌症轉移(metastasis)——無論癌症一開始出現在身體哪個部位,最終透過血管、淋巴等循環系統轉移到身體其他器官,導致癌症患者死亡。而癌症轉移的發生機制,目前仍所知甚少,長期以來,科學家也認為只有癌細胞會轉移。
NALCN是一種在細胞膜上的通道蛋白,全名為「鈉洩露通道非選擇性蛋白」(sodium leak channel non-selective protein),負責背景鈉離子洩露電流以維持細胞的靜止膜電位,調節與呼吸和晝夜節律等相關的神經興奮功能,而NALCN在非興奮性組織中的作用仍不清楚。
研究團隊表示,根據美國癌症基因體圖譜(The Cancer Genome Atlas),約一萬例的癌症患者資料顯示,NALCN功能喪失(loss-of-function)突變在胃癌、大腸直腸癌、肺癌、前列腺癌和頭頸癌中富集(enriched),其頻率與TP53類似,顯示NALCN可能是一種抑癌因子。
誘導小鼠腫瘤的實驗發現,無論是以化學方法阻斷NALCN蛋白的活性,還是直接剔除小鼠的NALCN基因,與野生型小鼠相比,都不會增加腫瘤的發生率,但會顯著增加血液中循環腫瘤細胞(CTC)的數量,以及轉移瘤的數量。
令研究者驚訝的是,野生型且未誘導腫瘤的健康小鼠剔除NALCN後,也會導致上皮細胞脫落至血液中,且其脫落程度與患有腫瘤的小鼠程度相當。這些細胞隨著血液移動,被轉移到遠處器官、形成正常的結構,包括肺上皮、腎小球和腎小管。例如,研究者發現,來自胰腺的健康細胞轉移到了腎臟,在那裡,它們變成了健康的腎細胞。
這項研究顯示,「轉移」並非過去所認為僅侷限於癌症的異常程序,而是健康細胞也會有的正常程序,只是被癌細胞利用,使其能遷移到身體其他部位。
研究團隊領導者、癌症研究中心主任Richard Gilbertson說:「這是我的實驗室30年來最重要的發現之一。我們不僅發現了一種難以捉摸的驅動癌症轉移的因素,而且還顛覆了人們的常識,展示了癌症如何『劫持』健康細胞的程序,以獲取自身利益。如果透過進一步的研究得到驗證,這將對我們如何防止癌症擴散產生深遠影響。」
隨著研究確認NALCN在轉移中的作用,研究人員正在研究恢復NALCN功能以阻斷轉移的方法,尤其是能夠重新打開無功能的NALCN通道的藥物,可能成為有效的抗轉移療法。
參考資料:https://www.cam.ac.uk/research/news/breakthrough-in-understanding-of-how-cancer-spreads-could-lead-to-better-treatments
論文:https://www.nature.com/articles/s41588-022-01182-0
(編譯/劉馨香)