「Science子刊」重磅！蛋白质竟还有如此神奇功效？预防癌症又一个新途径即将诞生

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作者：Tiffany

导言：蛋白质是生命的物质基础，是有机大分子，它是构成细胞的基本有机物，也是生命活动的主要承担者，可以说：没有蛋白质就没有生命。它也在人的生命中发挥着巨大的作用，如：参与运输血红蛋白、传送蛋白等物质，γ-球蛋白参与构成免疫屏障等等。近期，一项重大的研究又发现了蛋白质在对抗癌细胞时的关键作用......

近日，一组研究人员又对蛋白质的特点与功能从一个新的角度做了细致的分析与观察，经过实验后，他们识别出了一种特殊的蛋白质，这种蛋白质似乎有助于阻止肿瘤细胞进入血液随后再阻止它扩散到身体的其它部位。

“我们已经发现，这种名为TRPM7的蛋白质能感知循环中流动的液体的压力，阻止细胞在血管系统中扩散，”Kaustav Bera解释道，他是约翰·霍普金斯大学化学和生物分子工程学院的博士生，也是这项研究的主要作者之一，他与艾伯塔大学和蓬佩法布拉大学的同事共同完成了这项研究。

Bera说：“我们发现，转移性肿瘤细胞将这种感受器蛋白的感知度和探测度水平明显降低了，这就是为什么这些肿瘤细胞能轻巧地逃离监测，有效地进入循环系统，而不是从流动着的液体游离的原因。”

这个结论被发表在《科学进展》(The Science Advance)的杂志上一篇名为“The fluid shear stress sensor TRPM7 regulates tumor cell intravasation”的文章里，这项发现有助于揭示并向人们展示一种鲜为人知的转移过程，这种转移过程被称为“血管内转移”，即从主要原发肿瘤中分离出来的癌细胞进入血液循环，从而转移到身体其它部位并建立克隆。

研究人员进一步表明，如果人为增加肿瘤细胞中TRPM7的表达，这可能会有助于阻止血管内渗，并最终达到阻止其转移的目的。

研究人员表示，TRPM7长期以来一直被认为是具有调节细胞内钙离子的功能的蛋白质，但它这种刚刚被发现的在细胞迁移过程中发挥的作用也足以引起人们的好奇和进一步探索的想法。该研究的资深作者、化学和生物分子工程教授、约翰霍普金斯基梅尔癌症中心的一位成员Konstantinos Konstantopoulos说：“这个过程类似于当你触摸一个滚烫的水壶的时候，感到它很热时，然后立刻把手拿开的过程。”

这种蛋白质能感知循环系统中液体的流动，并引导细胞逆转原来的方向，从而抑制肿瘤细胞进入，阻止它们在血管内活动以及扩散。

人体内的细胞，例如肌肉细胞、脂肪细胞和上皮细胞，通常情况都停留或被限制在它们各自的区域。但是血细胞却是一个例外，它在体内“巡逻”，不断与病原体作着抗争。然后体内的癌细胞一旦发生突变就能够自主地游动、扩散。

正是基于癌细胞能扩散这个特点，当它们扩散的时候，它们比平常变得更危险！“很多人会被诊断出患有原发性肿瘤，但只要这个肿瘤还处于能被控制住这个阶段，通过特定手术就能挽救这个病人，”Christopher Yankaskas说，他是康斯坦托普洛斯实验室的主要作者和前成员，现在是Thermo Fisher Scientific的科学家。

在最初的实验中，研究人员观察到健康的成纤维细胞通过垂直排列的梯形微通道移动，而且其中的液体可以被控制住。当这些细胞遇到有液体流动的通道时，它们会改变方向，以响应液体施加的剪应力。然而，当细胞遇到没有液体在其中流动的通道时，它们就会直接进入这个通道。

在液体呈静态时，细胞进入微通道；然而，当微通道中液体不再静止，呈流动状态时，其中40 - 60 %的细胞改变了它们的运动轨迹，开始反方向转弯，不再进入原先想进入的通道。

然后，研究人员使用一种名为RNA干扰的过程来阻止细胞表达TRPM7。他们观察到的情况令人震惊:当这种感受器蛋白不能正常发挥它的功能时，健康的细胞就不再对这种流动做出反方向转弯。Konstantopoulos对此拿日常生活中的简单例子做了一个恰如其分的比喻：“想象一下，你戴上烤箱手套，然后再拿起前面所提的滚烫的水壶的时候，这时手套就会降低你对热的敏感度。”

在随后他们做的几个实验中，研究人员发现，正常细胞的TRPM7水平高于肉瘤细胞，也是一种癌细胞，而且还发现:如果在肿瘤细胞中使用人工技术手段表达该蛋白，这会增加细胞对流动液体的敏感度。

这幅图表明了在癌细胞中如果过度表达TRPM7蛋白，将会极大地阻止细胞进入血管。

Konstantopoulos解释说，“当正常细胞逆转其迁移方向时，它们就会避免自己暴露在剪应力下，但对肿瘤细胞则不是这样。这些肿瘤细胞的敏感度较低，这就是为什么它们会持续不断地进入循环系统。”

Bera说：“我们开始的目标就是看看我们是否能将这些癌细胞变得像正常细胞一样。我们也成功地做到了这一点。”另一项对人类患者数据的分析显示，骨肉瘤、乳腺癌、胃癌和肝癌中TRPM7表达水平较高的患者比TRPM7水平较低的患者存活的时间更长。

当然，他们还会做出更多的研究，但这组研究小组希望这些发现最终能带来运用“CRISPR激活”的新癌症疗法，“CRISPR激活”是一种新兴DNA编辑工具，也许会比原来的治疗手段更加强大有效。

这是对于TRPM7在肿瘤转移的关键步骤中的一个前所未有的发现，在这种方法被应用于临床之前，科学家还会结合实际对这种方法做更多的研究实验。

参考资料：

【1】Protein appears to prevent tumor cells from spreading via blood vessels (medicalxpress.com)

【2】The fluid shear stress sensor TRPM7 regulates tumor cell intravasation | Science Advances (sciencemag.org)

注：本文旨在介绍医学研究进展，不能作为治疗方案参考。如需获得健康指导，请至正规医院就诊。

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