策略可以消除肺癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移特性和耐藥性

由 KAIST 生物與腦工程系的 Kwang-Hyun Cho 教授領(lǐng)導(dǎo)的研究小組成功地利用系統(tǒng)生物學(xué)研究改變了肺部致癌細(xì)胞的特性，消除了耐藥性并消除了它們向其他區(qū)域擴(kuò)散的能力的身體。

人口老齡化導(dǎo)致癌癥發(fā)病率增加。如果沒有及時進(jìn)行早期檢測并且在各個器官中發(fā)生轉(zhuǎn)移，死亡率尤其高。為了解決這個問題，人們進(jìn)行了一系列去除或降低癌細(xì)胞擴(kuò)散能力的嘗試，但都導(dǎo)致處于中間狀態(tài)的癌細(xì)胞變得更加不穩(wěn)定，甚至更加惡性，這給治療帶來了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

Kwang-Hyun Cho教授的研究團(tuán)隊模擬了肺癌細(xì)胞上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)中的各種癌細(xì)胞狀態(tài)，介于不具有轉(zhuǎn)移能力的上皮細(xì)胞和具有轉(zhuǎn)移能力的間質(zhì)細(xì)胞之間。建立了分子網(wǎng)絡(luò)數(shù)學(xué)模型，通過計算機(jī)模擬分析和分子細(xì)胞實驗，發(fā)現(xiàn)了能夠?qū)⒁呀?jīng)獲得侵襲性和耐藥性的間充質(zhì)細(xì)胞狀態(tài)逆轉(zhuǎn)回上皮細(xì)胞的關(guān)鍵調(diào)控因子。

尤其是，這一過程成功地將間充質(zhì)肺癌細(xì)胞正確恢復(fù)到對化療敏感的狀態(tài)，同時避免了中間過程不穩(wěn)定的EMT雜交細(xì)胞狀態(tài)，這仍然是一個難題。

圖2. 通過大規(guī)模計算機(jī)模擬分析和復(fù)雜系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)了解各種EMT表型。(A) 研究團(tuán)隊通過計算機(jī)模擬分析和實驗發(fā)現(xiàn)，僅靠單分子控制是不可能完全控制EMT的。特別是，通過比較吸引子的相對穩(wěn)定性，揭示了表現(xiàn)出EMT雜化特性的細(xì)胞狀態(tài)具有不穩(wěn)定的特性。(B)、(C) 基于這些結(jié)果，Cho 教授的團(tuán)隊確定了兩種反饋(由 Snail-miR-34 和 ZEB1-miR-200 組成的正反饋)在避免 EMT 混合狀態(tài)方面發(fā)揮重要作用TGF-β-ON 狀態(tài)。通過計算機(jī)模擬分析發(fā)現(xiàn)，當(dāng)被挖掘的p53和SMAD4被調(diào)節(jié)時，這兩種反饋恢復(fù)了相對較高的穩(wěn)定性。此外，分子細(xì)胞實驗表明，盡管存在 TGF-β-ON 狀態(tài)，但作為 EMT 表型標(biāo)志物的 E-cad 和 ZEB1 的表達(dá)水平與上皮細(xì)胞狀態(tài)下的表達(dá)譜發(fā)生了類似的變化。信用：癌癥研究(2023)。DOI：10.1158/0008-5472.CAN-22-1559

這項研究的結(jié)果，其中 KAIST 博士。學(xué)生 Namhee Kim、Chae Young Hwang 博士、研究員 Taeyoung Kim 和博士。學(xué)生 Hyunjin Kim 參與，已于 1 月 30 日發(fā)表在國際期刊Cancer Research上。該論文的標(biāo)題是“細(xì)胞命運重編程策略可逆轉(zhuǎn)肺癌細(xì)胞的上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化，同時避免雜交狀態(tài)。”

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