以色列科学家揭示乳腺癌“沉睡”机制:潜伏多年再苏醒,或更具侵袭性-肽度TIMEDOO

乳腺癌如今已经越来越可治疗,但有时这种疾病即使在患者被宣布康复多年后仍可能复发。科学家们长期怀疑,这与一些脱离原发肿瘤的癌细胞在体内“沉睡”有关,这些细胞可能藏匿在乳腺或其他器官中,并在多年后“苏醒”。

近日,以色列魏茨曼科学研究所的以色列国家奖得主、免疫与再生生物学系的Yosef Yarden教授团队在《Science Signaling》期刊上发表研究成果,首次揭示了乳腺癌细胞如何进入休眠状态,并为何复发时更加凶猛。

癌细胞的“返祖”之路

女性乳腺组织在从胚胎发育、青春期、妊娠到产后泌乳的不同阶段不断经历变化。这些变化伴随着细胞形态的转变:从早期的间充质状态(细胞呈圆形,活跃且快速分裂)转变为成熟的上皮状态(细胞较为立方,分裂变慢)。

在正常情况下,这种转变是受控的,但如果失控,成熟细胞可能会“返祖”,重新获得间充质状态的特征,从而迅速增殖、形成肿瘤,甚至扩散到全身。然而,当癌细胞扩散后,它们有时反而会“返老还童”,回归到静止的成熟状态,进入一种“休眠”状态。

诱导癌细胞“入睡”

由于癌细胞进入休眠的过程与上皮细胞成熟过程高度相似,Yarden实验室的科学家假设:是否可以通过模拟自然过程来主动诱导癌细胞休眠?

为此,他们与海法大学Dr. Dalit Barkan合作,利用三维肿瘤微环境模型,研究由人类三阴性乳腺癌(最具侵袭性的类型)改造而来的癌细胞。实验团队由Diana Drago-Garcia博士领导,他们通过基因工程手段提高癌细胞中两种OVOL蛋白的表达。OVOL蛋白在上皮细胞分化中扮演关键角色。

结果显示,OVOL蛋白的高表达可显著抑制癌细胞的生命周期,使其进入休眠状态。并且在植入人类肿瘤组织的雌性小鼠中,这种过表达也能抑制癌症生长。

“好消息”背后的隐忧

尽管诱导癌细胞进入休眠听起来是治疗乳腺癌的一种希望,但研究人员发现,许多乳腺癌患者的组织中本就存在较高水平的OVOL1蛋白。这提示:虽然OVOL1在短期内有助于抑制肿瘤,但长期看,它可能为癌细胞“潜伏”提供了温床。

当机体环境发生变化(例如激素水平下降)时,OVOL1水平可能降低,从而触发癌细胞复苏——而复发后的癌症,往往更具侵袭性。

研究进一步发现,一些生长因子能提高OVOL1水平,而雌激素则会抑制它。这也与临床观察相符:雌激素受体水平较低、而OVOL1水平较高的患者,癌症更容易复发且预后较差。

Yarden指出:“这些发现提示我们,可以尝试通过控制体内激素和OVOL1的水平,来预防癌细胞休眠,或阻止其苏醒。例如,在更年期后,脂肪组织会接管雌激素的产生,肥胖可能因此增加癌症复发风险。”

沉睡中的改变

为什么休眠后的癌症会更难治疗?研究人员追踪了OVOL1启动休眠的分子信号路径,发现这一过程会诱导细胞内自由基的大量积累——这些不稳定分子可引发广泛的细胞损伤,进而阻断细胞周期,使癌细胞进入休眠。

更令人震惊的是,这些自由基同时会氧化细胞核中的遗传物质,破坏其完整性,并削弱三个关键DNA修复蛋白的功能。与特拉维夫大学的Yosef Shiloh教授合作的研究进一步证实了这些细胞在休眠中积累突变。

这意味着,所谓的“沉睡”并非真正的静止状态,而是一种持续受到氧化应激的特殊阶段。这种“睡眠中的演变”让癌细胞在复苏后,变得更具抗药性和侵袭性。

Yarden总结道:“我们挑战了癌细胞在休眠状态中处于静止的传统观点。我们的研究表明,这一过程实际上是一场深层次的细胞演变。这不仅对乳腺癌具有重要意义,对其他会进入休眠的癌种,也可能带来新的治疗方向。”

参考文献:Diana Drago-Garcia et al, Re-epithelialization of cancer cells increases autophagy and DNA damage: Implications for breast cancer dormancy and relapse, Science Signaling (2025). DOI: 10.1126/scisignal.ado3473

编辑:王洪

排版:李丽