肿瘤转移扩散的罪魁祸首潜伏的癌细胞CTCs_医疗健康

2014

12/12

09:45

源正细胞医疗健康

癌细胞的转移和扩散一直是癌症难以被治愈的主要原因。循环肿瘤细胞为癌组织部位脱落或者侵润进入血液循环系统的癌细胞，介导了癌细胞的远端转移和扩散。有报道称从癌症患者体内的每1g癌组织中就有平均每天1x10E6个的癌细胞脱落进入血液形成循环肿瘤细胞，但血液中的CTCs 细胞数量还是非常少，平均浓度为1-100/mL血液，导致了CTCs细胞难以被检测出来。

血液中的循环肿瘤细胞在血液循环过程中会选择性的粘附于血管表面内皮细胞上，从而定植，侵润到其他组织或者器官中。这个定植和侵润的过程被认为与在炎症情况下血液中的白细胞富集和侵润到炎症部位具有行为上的高度相似性。而最近的研究也发现多种癌症部位形成的循环肿瘤细胞表面也能表达和分泌与白细胞表面类似的sialylated carbohydrate ligands。Sialylatedcarbohydrate ligands能够与血管壁内皮细胞表面的E-selectin 相结合，从而促使白细胞或者循环肿瘤细胞的吸附和定植。

流动的血液中，大量的红细胞由于流动速度快处于流体的中心位置，而大量的白细胞以及微量的CTCs细胞流速相对较慢处于血管壁周围，因此针对于每个CTC细胞，被认为有1X10E6个白细胞所包围。通过这一现象，cornell大学的Mitchell, 巧妙的设计出独特的纳米级别的E-selectin/TRAIL脂质体，利用E-selectin去捕获循环肿瘤细胞，而TRAIL作为NK细胞在IL-2或者其他因子诱导下产生的肿瘤坏死因子相关的细胞凋亡诱导受体能够作用于CTCs细胞表面的death receptor 4 and 5 死亡受体4和5结合，诱导CTCs细胞的凋亡，从而杀死血液中的循环肿瘤细胞。

体外实验中，该研究比较了组合的ES/TRAIL, 与分别将单独的ES，和TRAIL结合到脂质体上，去诱导结肠腺癌细胞株COLO205的凋亡，实验结果表明只有组合的ES/TRAIL 脂质体对COLO205 癌细胞株有显着的诱导凋亡效果。通过荧光标记显示ES/TRAIL与癌细胞紧密的粘附在一起，并且不同的白细胞表现出不同的结合比率，其原因归结为不同的白细胞表面表达和分泌的E-selectin ligand 有差异。E-selectin 在捕获循环肿瘤细胞的同时，也结合白细胞，因此血液中的大量ES/TRAIL脂质体被白细胞负载。为了观察ES/TRAIL 脂质体是否会诱导白细胞或者内皮细胞的死亡，该研究者比较了单独ES脂质体，组合ES/TRAIL脂质体对白细胞活性的影响。发现与未处理的白细胞相比，单独ES，和组合ES/TRAIL 脂质体处理的白细胞没有显着的改变。同样的类似的结果体现在内皮细胞上human umbilical vein endothelial cells（HUVECs）。因此结果表明ES/TRAIL 脂质体对白细胞以及内皮细胞的活性没有显着的影响。而且通过白细胞的负载，增加了ES/TRAIL 脂质体与循环肿瘤细胞的接触机会，提高了TRAIL局部性浓度，与临床上TRAIL的用药剂量1-30mg/kg相比，改研究中的TRAIL使用剂量0.06-0.08mg/kg, 减少了2个数量级，减低了TRAIL对肝脏的损伤。由于白细胞的负载，延长了TRAIL在血液中的停留时间减低被肾脏组织排出的速度，从而有效提高了TRAIL的作用时间，增强了作用效果。

小鼠模型体内实验中，2X10E6个COLO 205 癌细胞通过尾部静脉注射到C57/BL/6J小鼠体内，30分钟后分别注射ES/TRAIL 脂质体，ES脂质体，以及游离的TRAIL，2.5小时后处死小鼠采集血液回收肿瘤细胞，流式细胞仪计数癌细胞。

对照组ES脂质体注射的小鼠共收集约130,000个癌细胞每毫升血液，与对照相比ES/TRAIL 脂质体注射的小鼠血液中癌细胞的数量为<2000个每毫升血液，显着低于对照组。通过Two-photon镜检小鼠的肺部癌细胞数目发现，对照组小鼠肺部癌细胞数目是ES/TRAIL 脂质体处理小鼠肺部癌细胞的2倍。显示了ES/TRAIL 脂质体处理小鼠能够有效的降低血液中的循环肿瘤细胞，降低肿瘤细胞转移和定植率。

ES/TRAIL脂质体能够捕获和杀死血液中的循环肿瘤细胞CTCs, 而ES/TRAIL 脂质体也能够与白细胞相结合，从而被大量的白细胞所负载。由于白细胞对ES/TRAIL 脂质体的负载，提高了TRAIL与循环肿瘤细胞CTCs的接触机会，并且延长了TRAIL在血液中的停留时间，从而提高TRAIL作用效果，降低TRAIL的用药剂量，减轻TRAIL对肝脏的损伤。该技术直接作用和杀死血液中的循环肿瘤细胞，从根源上控制癌症转移“种子”的数目，减低血液中癌细胞负荷和转移风险，同时也为进一步的临床试验提供了新的途径和思路。

来源：源正细胞

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