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《自然》当人们睡觉时这些癌细胞会醒来

 干细胞与外泌体 2022-07-27 发布于广东

研究人员“惊人”地发现,当人们休息时,乳腺癌细胞更有可能跳入血液。

转移的癌细胞从身体的一个地方转移到另一个地方,长成一个新的肿瘤。图片来源:Science Photo Library

当肿瘤细胞进入血液并移动到身体的新位置时,癌症是最致命的——这个过程称为转移。现在,一项研究发现,对于患有乳腺癌的人来说,这些被称为循环肿瘤细胞或 CTC 的流氓细胞比白天更有可能在夜间进入血液。

英国曼彻斯特大学的时间生物学家Qing-Jun Meng说,这一发现揭示了迄今为止尚未被关注的一些基本的人类生理学,并可能导致更好的追踪癌症进展的方法。

几十年来,研究界一直在讨论人体的昼夜节律如何影响癌症。瑞士苏黎世瑞士联邦理工学院的癌症生物学家、共同作者 Nicola Aceto 说,通过这项研究,“肿瘤在患者睡觉时醒来”这一点变得很清楚。他说,这是理解转移的“进步”。“从长远来看,向前迈出一步对患者来说是一件好事”。该研究于 6 月 22 日发表在 Nature上。

癌症与时间

2007 年,国际癌症研究机构将昼夜节律紊乱列为“可能的”致癌物,此前长期研究得出结论,非工作时间的人(如空乘人员和夜班护士)患乳腺癌的风险更高,为什么会发生这种情况仍然是一个悬而未决的问题。

一个人的生物钟由各种基因控制,这些基因在 24 小时时间表上表达特定分子,影响身体的许多过程,包括新陈代谢和睡眠。然而,大多数研究人员最初认为癌细胞“如此糟糕,如此高度突变”,以至于它们不符合这样的时间表,Aceto 说。

对于转移,当 Aceto 和他的同事注意到患有肿瘤的小鼠体内的 CTC 水平会根据一天中抽血的时间而变化时,第一个暗示这可能不是严格意义上的正确性出现了。这一观察导致 Aceto 采集了 30 名因乳腺癌住院的女性的血液,一次是在凌晨 4 点,另一次是在上午 10 点。

研究人员发现,他们在血液样本中发现的大部分 CTC(几乎 80%)出现在凌晨 4 点采集的部分中,此时患者仍在休息。起初,“我很惊讶,因为教条是肿瘤总是会发出循环细胞”,Aceto 说。“但数据非常清楚。因此,在感到惊讶之后不久,我们就开始非常兴奋。”

研究人员的下一步是在这少数患者之外确认这是否属实。为此,该团队将乳腺癌肿瘤移植到小鼠体内,并全天测试动物的 CTC 水平。与人类相比,老鼠的昼夜节律倒转,这意味着它们在晚上最活跃,白天倾向于休息。研究小组发现,当动物处于休息状态时,动物的 CTC 水平在白天达到峰值——有时浓度比基线高出 88 倍。

此外,研究人员从小鼠身上收集了 CTC,无论是在动物休息时还是在它们活跃时。他们在两组细胞中添加了不同的荧光标签,然后将它们注射回小鼠体内。大多数长成新肿瘤的细胞都是在小鼠休息时收集的,这表明这些 CTC 在某种程度上更擅长转移。

纽约市路德维希癌症研究所的癌症生物学家 Chi Van Dang 说,这一发现“令人震惊”。医生测量血液中的 CTC 水平(一种液体活检),以帮助了解癌症患者的进展情况,因此“对我来说,第一个教训是,您采集血液样本的时间可能会给您带来误导性信息”,他说。他补充说,这意味着医生在追踪癌症时可能需要重新考虑。

睡眠不是敌人

Aceto 说,为什么人类的乳腺癌细胞在夜间更活跃可能取决于许多仍需要研究的因素。激素是身体用来发出该起床或上床睡觉的信号的一种工具,它可能会发挥作用。研究小组发现,用睾酮或胰岛素等激素治疗小鼠会对 CTC 水平产生影响——降低或升高它们,这取决于激素的施用时间。

Dang 说,了解这一过程的工作原理有朝一日可能会导致更好的癌症治疗,但这一现实可能还有很长的路要走。他补充说,首先需要进行更多的研究,以解开连接昼夜节律和癌症的复杂网络。

与此同时,Qing-Jun Meng告诫不要将睡眠视为乳腺癌患者的敌人。一些研究表明,患有癌症且每晚睡眠时间通常少于 7 小时的人死亡风险更高3,而扰乱小鼠的昼夜节律可以使癌症移动得更快4。他说,这些发现并不表明“你不需要睡眠,或者你需要更少的睡眠”。“这仅仅意味着这些细胞更喜欢 24 小时周期的特定阶段进入血液。”

References:

Diamantopoulou, Z. et al. Nature https:///10.1038/s41586-022-04875-y (2022).

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