综述:肿瘤转移中黏着斑的关键作用及靶向治疗新进展

【字体: 时间:2025年03月06日 来源:Biomarker Research 9.5

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  为探究黏着斑(FA)在肿瘤转移中的作用,研究人员进行相关研究,发现其作用关键,为肿瘤治疗提供新思路。

  肿瘤,这个如同恶魔般的存在,一直威胁着人类的健康。肿瘤转移更是导致癌症患者死亡的主要原因,约 90% 的癌症死亡都与之相关。尽管在肿瘤的早期诊断和治疗方面已经取得了不少进展,但针对肿瘤转移的有效治疗策略却依然有限。这是因为肿瘤转移是一个极为复杂的过程,目前人们对其具体机制的了解还十分有限。在肿瘤细胞的 “旅程” 中,黏着斑(Focal adhesion,FA)就像一个神秘的 “幕后推手”,它作为细胞与细胞外基质(ECM)黏附的重要结构,在肿瘤细胞与微环境的相互作用中起着关键作用。为了深入揭开肿瘤转移的奥秘,探寻更有效的治疗方法,大连理工大学医学院、中国医科大学附属肿瘤医院等机构的研究人员展开了深入研究,相关成果发表在《Biomarker Research》上。
研究人员运用了多种技术方法来开展这项研究。在研究过程中,他们借助生物信息分析,从多个数据库获取数据进行综合分析,如从 The Cancer Genome Atlas(TCGA)数据库下载 RNAseq 数据,对黏着斑蛋白相关基因的表达和突变进行深入探究;通过细胞实验,观察不同条件下肿瘤细胞中黏着斑的变化,包括在不同基质刚度下细胞形成黏着斑的差异等;利用动物模型,研究黏着斑在肿瘤转移过程中的作用,像在小鼠模型中研究靶向黏着斑对肿瘤基质纤维化的影响等。

研究人员首先对黏着斑进行了全面的概述。黏着斑是一种多分子复合物,它将肿瘤细胞与 ECM 相连,不仅起到物理锚定的作用,还充当细胞的 “机械传感器”。其结构由多种蛋白组成,包括整合素(Integrin)等核心成分,这些蛋白在不同肿瘤中存在表达和突变异常的情况。通过生物信息分析多种数据库数据发现,多数黏着斑蛋白在肿瘤中异常表达,且以过表达为主,但也有部分在特定情况下低表达。例如,对 8 个关键黏着斑蛋白基因的突变研究显示,不同肿瘤类型中突变类型多样,且 talin 基因的突变在某些肿瘤中更为常见。

在正常生理条件下,黏着斑的组装是一个有序且复杂的过程,可概括为五个步骤,包括整合素激活蛋白的招募、自身抑制状态的释放和激活、整合素的激活和聚集、肌动蛋白细胞骨架的连接以及其他黏着斑蛋白的招募和激活。然而,在肿瘤细胞中,黏着斑处于病理状态,数量异常且结构紊乱,信号传导失调。机械力、信号分子、离子以及细胞膜成分等多种因素都会对肿瘤细胞中的黏着斑进行调节。比如,肿瘤细胞中较高的外力有助于黏着斑的组装和周转,整合素通过形成 “catch-bond” 与 ECM 结合,增强黏着斑的组装;MAPK 等信号通路通过磷酸化黏着斑蛋白影响其动态特性;钙离子通过激活 calpain 影响黏着斑蛋白的水解,进而调节黏着斑的动态;肿瘤细胞中增加的脂质筏与恶性程度相关,可促进黏着斑的组装。

黏着斑在肿瘤细胞的迁移、侵袭以及肿瘤的发展过程中扮演着至关重要的角色。它介导 ECM 重塑,通过施加生物力改变 ECM 的构象、促进其降解和沉积,为肿瘤细胞迁移创造有利条件;在肿瘤血管生成方面,黏着斑调节内皮细胞的极性、增殖以及与周细胞的相互作用,影响肿瘤血管系统的形成;同时,黏着斑还参与肿瘤细胞迁移和侵袭的多个环节,在肿瘤转移的各个阶段,如预转移龛的建立、肿瘤细胞的内渗、血管内生存和外渗等过程中都发挥着关键作用。

鉴于黏着斑在肿瘤转移中的关键作用,以其为靶点的治疗策略成为研究热点。研究人员针对肿瘤基质重塑、肿瘤细胞迁移和侵袭等过程中黏着斑的作用,探索了多种潜在的治疗方法。针对整合素、FAK、Src 等黏着斑相关蛋白开发了多种抑制剂,并进行了临床研究。然而,这些抑制剂在临床应用中面临着一些挑战,如整合素抑制剂存在缺乏特异性、潜在的激动效应等问题;FAK 抑制剂面临选择性和毒性等挑战;Src 抑制剂虽然在血液肿瘤治疗中有一定成效,但在某些实体瘤的单药治疗中效果有限。此外,ILK、talin 和 cav-1 等黏着斑蛋白的抑制剂也在研究开发中,不过目前大多处于实验室或临床前研究阶段。

总的来说,这项研究深入揭示了黏着斑在肿瘤转移中的多重作用机制,为肿瘤治疗提供了新的潜在靶点和治疗方向。尽管目前针对黏着斑的靶向治疗面临一些挑战,但随着研究的不断深入,有望开发出更有效、更安全的抗肿瘤转移药物,为癌症患者带来新的希望。未来,还需要进一步深入研究黏着斑的动态组装机制,以及如何更精准地靶向肿瘤细胞中的黏着斑,在抑制肿瘤转移的同时减少对正常细胞的不良影响,推动肿瘤治疗领域的发展。
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