eLIFE驚人發現：讓癌細胞被健康細胞「吃掉」，能成為對抗癌症新途徑嗎？

早在一個多世紀以前，人們就在腫瘤樣本中觀察到細胞互食（生物探索譯，原文：Cell cannibalism）現象。但是，這種奇特的行為一直沒有得到充分研究。近日，劍橋醫學研究所的科學家領導的新研究揭示了一種推動細胞互食的新機制——細胞分裂，為癌症生物學提供驚人的見解。這一研究發表於近日的eLIFE期刊上。

細胞互食，即一個細胞包圍，殺死並消化另一個細胞。2007年曾報道過上皮細胞內存在的一種細胞互食形式——細胞侵入性死亡（Entosis），Entosis通常不會在健康細胞之間發生，但在腫瘤中很常見。在侵入性死亡過程中，細胞通過鈣黏著蛋白介導的細胞間連接作用，經內化過程侵入臨近的宿主細胞空泡內，被溶胞體酶系降解而導致死亡。

在實驗中，細胞互食過程只有當細胞從周圍環境中脫離時才會發生。我們體內的細胞通常被一種名為細胞外基質（extracellular matrix）的蛋白質網路所包圍和支撐。然而，在腫瘤內，癌細胞開始生長時通常無需附著於基質，因此更容易發生細胞互食。一個名為Cdc42的蛋白質在細胞之間以及細胞與細胞外基質黏附的過程中扮演著重要角色，但Cdc42對entosis的調控作用尚不明確。

細胞互食可能會抑制癌症生長。左：一個正在分裂的細胞（右下）正在被另一個細胞（中心）吞噬。右：已被另一個細胞完全消滅的分裂細胞。來源：eLIFE

本文的第一作者Jo Durgan博士表示，他們最初想知道Cdc42是否參與了目前已知的細胞互食機制——比如在脫落的細胞中所觀察到的。然而，實驗表明，在人類細胞中去除Cdc42對這種機制的entosis幾乎沒有影響。出乎意料的是，Cdc42的缺失卻能導致另外一種形式的細胞互食，儘管這些細胞仍舊與細胞外基質相連。這種新的互食過程與細胞分裂相關，正在分裂或剛分裂完的細胞會被相鄰的細胞消滅。在細胞分裂期間，一組蛋白質——RhoA和肌球蛋白，會讓細胞變得更圓更硬。 Durgan等人這認為這可能讓分裂細胞強制闖入其他細胞，這是entosis關鍵的第一階段。對於癌症治療來說，這無疑是個好消息，由於癌細胞比正常細胞分裂更頻繁，這意味著它們更容易被其他細胞「吃掉」。此外，一些干擾細胞分裂的化療藥物也增加了細胞互食的發生率。

細胞互食與癌症的關係十分複雜，一方面，細胞互食可能為腫瘤提供營養並使其更容易發生遺傳錯誤；另一方面，這一過程也可以通過消除損傷細胞來抵抗癌症。這項新研究發現分裂的細胞更有可能被其他細胞吞噬，這意味著細胞互食或許能夠通過讓癌症細胞被周圍的健康細胞消滅從而延緩或阻礙癌症發展。未來的工作將探討是否可以通過entosis來預測癌症在患者中的進展及對治療的反應。

本研究的首席科學家Oliver Florey博士表示：「細胞互食是一個迷人的過程，它可能在正常生理學和癌症中都有作用。通過研究細胞互食，我們希望進一步了解基礎細胞生物學，並探索癌症研究新途徑。」

參考資料：

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