结肠癌是全球癌症死亡的主要原因,众所周知,它对治疗具有抵抗力。造成这种情况的原因有很多,但其中一个原因与结肠中一群导致复发的持久性癌细胞有关。针对它们的常规疗法大多无效。EPFL的科学家现在已经确定了可以用来抵抗结肠癌复发的生物学机制。该方法激活了在持久性癌细胞中丢失的蛋白质。研究人员能够使用维生素A将其重新激活,从而消除了癌细胞并防止了转移。该研究发表在《癌细胞》杂志上,并介绍了一种治疗结肠癌的新方法。

当结肠癌患者接受治疗(例如化疗)时,大多数癌细胞会死亡。但是首先导致癌症的基因突变可以在结肠的特定细胞群中存活。这些实际上是干细胞,这意味着它们是等待成长为成熟的结肠正常细胞的过早细胞。癌症治疗结束后,仍含有癌变的存活干细胞会重新出现并引起复发。

EPFL的Joerg Huelsken实验室研究了分化的结肠细胞如何来自肠道干细胞。该团队使用了一系列不同的技术,研究了人类患者的细胞,小鼠模型和样品。

蛋白质和信号通路

这项研究集中在一种叫做HOXA5的蛋白质​​上,该蛋白质属于调节胎儿发育的蛋白质家族。这些蛋白质是在早期发育过程中产生的,可以协同工作,以确保正确识别每个组织,并正确塑造胎儿的身体和四肢。在成年人体内,像HOXA5这样的蛋白质调节人体的干细胞,以维持不同组织的身份和功能。Huelsken的团队发现,在肠道中,HOXA5在限制干细胞以及构成干细胞的细胞中起着重要作用。

像所有蛋白质一样,HOXA5源自特定基因。研究表明,结肠癌干细胞利用一种阻止它的生物学机制。这种机制被称为“信号通路”,因为它涉及一个多米诺骨牌分子,每个分子都激活下一个分子。信号传导途径的目的是将生物学信息从细胞的一部分传递到另一部分,例如从外膜一直传递到细胞核。通过阻断HOXA5基因,结肠癌干细胞可能不受控制地生长和扩散,从而导致复发和转移。

类维生素A:一种反击的方法

研究人员正在寻找逆转HOXA5阻断的方法。答案来自维生素A。这种小的化学结构称为类维生素A,已知可诱导皮肤干细胞分化。EPFL科学家发现类维生素A可以重新激活HOXA5。在患有结肠癌的小鼠中,类维生素A的治疗阻断了肿瘤的进展并使组织正常化。通过重新打开HOXA5的基因,这种治疗消除了癌症干细胞,并防止了活体动物的转移。研究人员从实际患者的样本中得到了相似的结果。

这项新的研究表明,可以根据他们对HOXA5基因的表达模式来识别可能从这种耐受良好的治疗中受益的患者。类维生素A分化疗法不仅可以治疗现有疾病,而且可以作为高危患者的预防措施,对结肠癌可能非常有效。