正常的健康組織通常抑制腫瘤生長，阻止癌細(xì)胞增殖和轉(zhuǎn)移。但是這種情形在分子水平上是如何發(fā)生的一直是一個謎。如今，研究人員呈現(xiàn)一個局部環(huán)境如何調(diào)節(jié)和阻止單個突變細(xì)胞增殖為腫瘤的模型。

這一發(fā)現(xiàn)發(fā)表在《自然》期刊上，證實了以前的研究表明癌癥不只是細(xì)胞中DNA突變堆積的產(chǎn)物，而且還依賴于細(xì)胞所處局部環(huán)境的結(jié)構(gòu)。

美國耶魯大學(xué)研究皮膚癌的Douglas Brash(未參加這項研究)說：“它確實非常吸引人。這篇論文證實癌癥不是細(xì)胞自主引發(fā)的過程，周圍環(huán)境確實重要。”

以前的實驗證實胚胎能夠抑制腫瘤產(chǎn)生。比如，在一項經(jīng)典研究中，注射致瘤性病毒快速誘導(dǎo)孵出的小雞的翅膀長出腫瘤，但是在4天大的雞胚胎中則不能誘導(dǎo)腫瘤產(chǎn)生。不過一直以來很少有人在組織培養(yǎng)物中進行分子水平上的實驗研究這種現(xiàn)象。

來自哈佛醫(yī)學(xué)院的Joan Brugge和Cheuk Leung使用人乳腺上皮細(xì)胞的三維細(xì)胞培養(yǎng)物研究表達單個癌基因的細(xì)胞在組織類似的環(huán)境中的行為。研究人員使用病毒載體在三維結(jié)構(gòu)的單個細(xì)胞中每次過量表達一個已發(fā)現(xiàn)與上皮癌相關(guān)聯(lián)的基因。過表達Myc、一個重要的轉(zhuǎn)錄因子或者突變激活的干擾細(xì)胞分裂監(jiān)測點的AKT1都不會導(dǎo)致細(xì)胞增殖。Brugge說，“我們發(fā)現(xiàn)當(dāng)單個細(xì)胞處于正常的限制生長的結(jié)構(gòu)環(huán)境下大多數(shù)癌基因不能夠擴增。”

但是過表達ERBB2---一種在30%乳腺瘤中發(fā)生擴增的基因編碼的細(xì)胞受體---的細(xì)胞移動到組織培養(yǎng)物的中間，即稱作腔(lumen)的開放空間。在那里，單個突變的細(xì)胞不受正常的周邊環(huán)境影響而進行增殖。

研究人員通過進一步實驗發(fā)現(xiàn)ERBB2表達影響胞外基質(zhì)蛋白，從而破壞局部的細(xì)胞-基質(zhì)附著和允許細(xì)胞沖破束縛進入腔中不受限制的空間環(huán)境。當(dāng)表達ERBB2的細(xì)胞移動到腔中的能力受阻時，它與相鄰的細(xì)胞呆在一起而不再能夠進行增殖。他們也發(fā)現(xiàn)只需通過破壞組織中細(xì)胞之間的連接，表達包括激活的AKT1在內(nèi)的之前是良性的其他癌基因的突變細(xì)胞能夠移動進入腔中并發(fā)生增殖。Bras說，“與突變細(xì)胞相鄰的細(xì)胞的地理環(huán)境影響著突變的細(xì)胞是否能夠移動到組織中不同的部分。”

接下來，Brugge計劃研究成熟的相鄰細(xì)胞如何阻止單個突變的細(xì)胞發(fā)生增殖以及環(huán)境中其他因素如**細(xì)胞是否影響突變細(xì)胞的命運。她說，“我們想知道正常條件下局部環(huán)境結(jié)構(gòu)抑制效應(yīng)的性質(zhì)。”