科学家发现初级纤毛是调节细胞迁移和肿瘤转移的关键

日期: 2017年12月19日


    

导读:南卡罗来纳医药大学的科研人员最近在《Science Signaling》发表文章,报道初级纤毛是调节细胞迁移和肿瘤转移的关键,他们还鉴定了一类促进初级纤毛形成的特殊的神经酰胺。今天,赛业小编为您推荐“科学家发现初级纤毛是调节细胞迁移和肿瘤转移的关键”,详情如下:


癌细胞为什么能从原发部位转移扩散到身体其他部位?了解这一过程,开发抑制方法是许多实验室的研究焦点。


南卡罗来纳医药大学(Medical University of South Carolina,MUSC)的科研人员最近在《Science Signaling》发表文章,报道初级纤毛(primary cilia)是调节细胞迁移和肿瘤转移的关键,他们还鉴定了一类促进初级纤毛形成的特殊的神经酰胺。


“我们认为这是癌细胞从一个部位转移到另一部位的其中一种途径,”通讯作者Besim Ogretmen博士说。Ogretmen实验室研究信号脂类神经酰胺在癌症生物学等生物学通路中的作用。


细胞内有6种神经酰胺合成酶,Ogretmen实验室通常利用缺乏这些酶的小鼠模型来探究不同酶的角色分工。比较特别的是,当神经酰胺合成酶4(CerS4)发生缺陷时,小鼠就会开始“脱发”。

  

一只脱发的小鼠“” width=


为什么呢?研究发现,毛囊的维持需要皮肤角质细胞(keratinocytes),缺乏CerS4时,角质细胞就会变得过度活跃和过度迁移,导致毛囊生长周期遭到破坏。Ogretmen联想, CerS4能影响角质细胞迁移,是否也能影响癌细胞迁移?


研究人员先从神经酰胺影响细胞迁移的分子机理入手,发现当细胞因子转化生长因子β(cytokine transforming growth factor beta,TGF-β)与TGF-β受体结合后,TGF-β受体会在细胞初级纤毛内聚集,随后迁移相关蛋白质表达就会发生变化。

  

乳腺癌肿瘤细胞的初级纤毛内两个相邻细胞的TGF-β受体发生共定位(右图黄点);正常细胞TGF-β受体不发生聚集(左图)CerS4-/- 乳腺癌肿瘤细胞的初级纤毛内两个相邻细胞的TGF-β受体发生共定位(右图黄点);正常细胞TGF-β受体不发生聚集(左图)


Smad7可以结合TGF-β受体。CerS4生产的神经酰胺能与Smad7结合,它俩结合后会妨碍TGF-β受体在初级纤毛内聚集,最终阻止细胞迁移。


结果证明,神经酰胺是细胞迁移事件的必要环节。于是研究人员尝试在癌症患者组织中验证他们的猜想。他们采集几种人类肿瘤组织(转移性头颈鳞状细胞癌、黑色素瘤和肾细胞癌)的微阵列数据集,在这些样品中只有表达CerS4水平显著下降。


预临床模型显示,当肿瘤细胞不表达CerS4时,它们的远器官转移率就会增加。调高Smad7(结合抑制TGF-β受体)表达,因CerS4缺陷导致的肿瘤迁移能力上升得到部分缓解。


长期以来,人们认为神经酰胺合成酶的多样化是一种细胞功能冗余。但是,这篇文章证明这种观点需要重塑,因为只有CerS4生成的神经酰胺才能通过TGF-β受体调节细胞迁移。


通过CerS4调节细胞迁移和转移,为构建肿瘤转移模型提供了新途径。但是在治疗肿瘤转移问题上仍需谨慎,因为靶向TGF-β受体对身体健康组织也存在不良影响。


“因此,我们目前正在寻找只靶向初级纤毛内TGF-β受体,而非身体其他部位的TGF-β受体的有效途径,”Ogretmen说。


原文检索:


TGF-β receptor I/II trafficking and signaling at primary cilia are inhibited by ceramide to attenuate cell migration and tumor metastasis


来源:生物通——由赛业生物科技有限公司转载发布

  

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