阻止癌细胞迁移的新生物学技术
Release Time:2022-07-28冲绳科学技术研究生院 (OIST) 的研究人员开发了一种阻止宫颈癌细胞迁移的新技术。 这项发表在《化学》杂志上的研究可能会开辟癌症治疗的新途径。癌细胞通过细胞迁移和侵袭改变身体组织内位置的能力代表了癌症对人类健康的最大威胁。传统上,科学家们试图通过靶向癌细胞内的分子来解决癌症迁移的问题,但事实证明,寻找合适的靶点具有挑战性。
“我们开发了一种针对癌细胞膜上的脂筏的技术,”领导该研究的 OIST 仿生软物质部门的张叶教授说。
脂筏(lipid raft)是细胞膜内的自由浮动结构域,充当细胞内外通信的平台。 它们与细胞骨架有关——细胞内一个复杂的相互连接的细丝网络,是细胞迁移所必需的——使它们成为抑制迁移的可行目标。
李冠英博士和张教授与来自 OIST 成像和仪器分析部门的同事以及东京 JEOL SM 应用组的科学家一起工作。
该团队设计并合成了一种能够识别宫颈癌细胞并在物理上阻止它们迁移的发光分子。该分子由一个钌金属络合物核心和三个以三维结构连接的自组装肽结构单元组成。
当这些构件与位于脂筏上的称为糖基磷脂酰肌醇锚定胎盘碱性磷酸酶或 GPI 锚定 PLAP 的宫颈癌生物标志物相互作用时,它们会自组装成纳米级链或“纳米原纤维”,将脂质粘合筏成大簇。因此,相关的细胞骨架成分被捆绑起来,将癌细胞固定在基质上并阻止它在该部位移动。
作为回应,癌细胞试图从固定部位迁移,将称为丝状伪足的投影延伸到新的迁移方向。脂筏聚集在丝状伪足尖端,成为分子自组装的新位点,导致癌细胞固定在第二个位点。
随着癌细胞试图从这些固定区域迁移出去,这个过程会继续进行。癌细胞逐渐扩大其身体以试图逃避固定,但细胞边缘仍被纳米纤维固定,其身体被拉平。相反的拉伸力导致细胞破裂,从而导致细胞死亡。
张教授的团队通过对细胞的不同部位进行免疫染色,并在共聚焦荧光显微镜和高分辨率扫描电子显微镜(SEM)下观察,能够可视化宫颈癌细胞的钉扎、拉伸和破裂。
“我们的研究打开了宫颈癌治疗的窗口,”张教授说。 “我们已经证明我们的分子在实验室中对癌细胞起作用,但下一步是看看它是否对动物的真实肿瘤起作用。由于不同的癌症表达不同的生物标志物,因此有可能改变钌的分子结构分子靶向不同类型的癌细胞。”
“我们开发了一种针对癌细胞膜上的脂筏的技术,”领导该研究的 OIST 仿生软物质部门的张叶教授说。
脂筏(lipid raft)是细胞膜内的自由浮动结构域,充当细胞内外通信的平台。 它们与细胞骨架有关——细胞内一个复杂的相互连接的细丝网络,是细胞迁移所必需的——使它们成为抑制迁移的可行目标。
李冠英博士和张教授与来自 OIST 成像和仪器分析部门的同事以及东京 JEOL SM 应用组的科学家一起工作。
该团队设计并合成了一种能够识别宫颈癌细胞并在物理上阻止它们迁移的发光分子。该分子由一个钌金属络合物核心和三个以三维结构连接的自组装肽结构单元组成。
当这些构件与位于脂筏上的称为糖基磷脂酰肌醇锚定胎盘碱性磷酸酶或 GPI 锚定 PLAP 的宫颈癌生物标志物相互作用时,它们会自组装成纳米级链或“纳米原纤维”,将脂质粘合筏成大簇。因此,相关的细胞骨架成分被捆绑起来,将癌细胞固定在基质上并阻止它在该部位移动。
作为回应,癌细胞试图从固定部位迁移,将称为丝状伪足的投影延伸到新的迁移方向。脂筏聚集在丝状伪足尖端,成为分子自组装的新位点,导致癌细胞固定在第二个位点。
随着癌细胞试图从这些固定区域迁移出去,这个过程会继续进行。癌细胞逐渐扩大其身体以试图逃避固定,但细胞边缘仍被纳米纤维固定,其身体被拉平。相反的拉伸力导致细胞破裂,从而导致细胞死亡。
张教授的团队通过对细胞的不同部位进行免疫染色,并在共聚焦荧光显微镜和高分辨率扫描电子显微镜(SEM)下观察,能够可视化宫颈癌细胞的钉扎、拉伸和破裂。
“我们的研究打开了宫颈癌治疗的窗口,”张教授说。 “我们已经证明我们的分子在实验室中对癌细胞起作用,但下一步是看看它是否对动物的真实肿瘤起作用。由于不同的癌症表达不同的生物标志物,因此有可能改变钌的分子结构分子靶向不同类型的癌细胞。”