癌癥干細胞是指具有干細胞性質的癌細胞，它具有“自我復制”以及“多細胞分化”等能力。治療癌癥時如果不把癌癥干細胞徹底清除，癌癥很容易復發和轉移，因此找到癌癥干細胞，對其“斬草除根”成了攻克癌癥的難題之一。近日，來自普渡大學、印第安納大學醫學院、西北大學的研究小組發現了對癌癥干細胞功能至關重要的代謝標志。并闡述如何在卵巢癌中干預這種代謝機制以抑制腫瘤生長。這一研究發表于12月29日的Cell Stem Cell雜志上。
這項新研究將焦點聚集在脂肪酸去飽和過程中的關鍵酶上，通過抑制該酶活性從而抑制癌癥干細胞的危害。“癌癥干細胞中的不飽和脂質對維持其功能所需的信號傳導非常重要。” 本文主要作者，普渡大學教授Ji-Xin Cheng說，“研究人員已經知道癌癥干細胞在癌癥發展過程中的重要意義，但脂質代謝在癌癥干細胞中的作用仍然是一個非常新的研究點。理解脂質代謝在癌癥干細胞中的作用為癌癥檢測和治療開辟了一條新的途徑。”
“在這項研究中，我們首次通過單個活細胞化學成像鑒定了卵巢癌干細胞中的不飽和脂肪。” 普渡大學博士后Junjie Li表示。他和西北大學的研究助理教授Salvatore Condello為本文的共同第一作者。
卵巢癌干細胞中不飽和脂質水平更高
研究結果顯示，增加的不飽和脂肪是卵巢癌干細胞的代謝標志物，并且可能成為針對這些類型細胞的治療靶點。在這里，研究人員提出了一種全新的策略，以根除標準治療后誘導腫瘤復發的頑固性癌細胞，并闡明脂質代謝如何助長卵巢癌干細胞的存活。
到目前為止，由于缺乏靈敏的單細胞分析工具，癌癥干細胞中代謝活性的特性研究受到限制。本研究中，研究人員開發了一種新的成像方法，并可以檢測單細胞中的信號。由于癌癥干細胞在癌細胞總數中所占比例很小，因而單個細胞敏感性對于檢測隱藏的代謝信號至關重要。這項新方法使用兩種技術：單個活細胞的高光譜受激拉曼散射成像和提取脂質的質譜分析。
“我們的研究表明，與非癌癥干細胞相比，卵巢癌干細胞中的不飽和脂質水平顯著增加，” Cheng表示， “傳統方法不能進行單細胞分析，如果信號位于非常微小的區域，就不太容易通過常規生化檢測方法觀察，通過受激拉曼顯微鏡，我們可以通過代謝標志更好地確定這些細胞。
阻斷脂質去飽和可抑制癌細胞“干性”和腫瘤發生
在實驗室培養的卵巢癌干細胞和來自人類患者的細胞中均鑒定出了脂質去飽和信號。在富集癌干細胞的腫瘤球體實驗室培養物中也能夠檢測到較高的不飽和脂水平。研究人員使用化學物質抑制去飽和酶的活性，并降低細胞的“干性”(stemness)，削弱其危害性。抑制脂質去飽和酶有效地消除癌癥干細胞，并抑制了實驗培養物中的腫瘤球體形成，此外，在體內實驗中也成功阻止實驗室小鼠的腫瘤發生能力。
在進一步的機制研究中，研究人員確認核轉錄因子NF-κB可直接調節脂肪酸去飽和酶的生產。并抑制去飽和酶阻斷NF-κB信號。
“癌癥干細胞對常規治療有抗性，并且與化療后復發和癌癥轉移密切相關。”Cheng說， “了解癌癥干細胞的特征和弱點將促進克服癌癥復發和轉移的靶向治療更進一步發展。”
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