肥胖为什么导致癌症高发?《Science》子刊最新进展揭秘

肥胖为什么导致癌症高发?《Science》子刊最新进展揭秘

作者:上海细胞治疗集团
授权转载自:上海细胞治疗工程技术研究中心

伴随着年龄的增加和环境的影响,癌症患者开始越来越常见,尤其是当我们人体的免疫系统开始衰退的时候,癌症的发生概率将会大大增加。但是得益于治疗方式的进步,对于早期癌症患者我们已经有了很好的治疗方案,同时患者的生存期也会大大延长。

然而一旦原发癌症发生转移,治疗就变得困难的多,绝大多数肿瘤患者的死亡是由于癌症发生了转移。

那么癌症的高危因素有哪些呢?经过研究发现:癌症转移的风险在某些人群中尤为的高,其中最普遍的一类就是肥胖人群,特别是肥胖的美国黑人和西班牙裔美国人,那么肥胖跟癌症转移到底有着什么样的联系?

近日发表在《Science Advances》上的一篇来自塔夫斯大学等机构的科学家们的研究报告揭开了这个神秘的面纱:肥胖者的细胞外基质ECM)中的特殊蛋白在诱发乳腺脂肪组织中癌细胞的侵袭过程中扮演着重要角色,肥胖者EMC组分改变也解释了为何肥胖人群拥有较高的癌症转移发生率。

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图片来源:《Science Advances》官网

细胞外基质ECM)是由胶原蛋白、弹性蛋白、纤维蛋白、酶类、层粘连蛋白和其它糖蛋白组成的复杂混合物,为细胞生长提供了微环境。在肥胖人群中,这些组分的水平和组成会发生改变,进一步导致分子支架纤维化的发生。相比瘦弱人群而言,肥胖人群机体中肿瘤的分子支架有很大不同。

肥胖症在世界范围内普遍存在,且肥胖导致了20%的癌症相关死亡,在肥胖人群中乳腺癌的发病率更高。而目前,我们对于ECM在引起肥胖人乳腺脂肪组织中癌细胞的侵袭中起到的作用了解非常有限,因此研究人员开始解析这种分子起源。

研究人员开发了一种研究ECM对癌细胞影响的新方法。具体来说,他们从肥胖小鼠、瘦弱小鼠以及携带肿瘤的小鼠的乳腺组织中剥离出它们的细胞,从而获得一个完整的但“空”的、里面没有细胞的ECM,研究人员称这些空的ECM为“海绵”。然后,他们将三重阴性乳腺癌小鼠的癌细胞放入到ECM“海绵”中,以观察其对肿瘤细胞的影响。

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图1 将肿瘤细胞重新接种到dECM支架上,显示了全组织ECM对肿瘤细胞增殖和侵袭的影响。

研究结果发现,肥胖小鼠和携带肿瘤的小鼠的ECM有着同样的功能,均可以加快肿瘤细胞的增殖与侵袭,促进其转移。与之对应的是,瘦弱小鼠的ECM则不能促进癌细胞发生转移。换句话说,来自肥胖小鼠的ECM就像已经被癌细胞激活了,并且可以更好地帮助癌症发生转移。

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图2 肥胖小鼠乳腺ECM增加细胞侵袭,并与乳腺肿瘤ECM成分重叠。

那么这种反应到底是如何产生的呢?

通过进一步观察与侵袭性肿瘤行为相关的ECM的变化,研究人员将注意力集中在胶原蛋白VI上。原来,胶原蛋白VI是被乳腺组织中的脂肪细胞添加到ECM中的,胶原蛋白VI水平的升高促进了乳腺的迁移和侵袭。研究人员表明,如果使用抑制蛋白VI生成的药物,或许就能抑制肿瘤的生长和侵袭。

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图3 胶原VI、ECM蛋白在肥胖和肿瘤ECM中表达上调,促进TNBC细胞的粘附、迁移和侵袭.

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图4 肥胖乳腺ECM富含VI型胶原,肿瘤高胶原VI型TNBC患者总体生存率较低。

在进一步的研究中,研究人员将继续寻找ECM导致肿瘤转移的原因。当然对于体重已经超标的人群来说,控制体重、增加运动不失于一个有效的方法,毕竟运动不仅可以消耗卡路里,也可以进一步激活人体的免疫系统,对抗癌症。

参考资料:

1.Decellularized extracellular matrix scaffolds identify full-length collagen VI as a driver of breast cancer cell invasion in obesity and metastasis

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