光学成像突出了使胰腺肿瘤细胞生长的代谢相互作用

光学成像突出了使胰腺肿瘤细胞生长的代谢相互作用

胰腺癌是一种罕见但难以捉摸且致命的癌症，五年生存率约为10%。如果癌症已经转移，该比率降至3%。治疗选择极其有限。

"这是更可怕的癌症之一，因为一旦你发现一个人患有胰腺癌，往往为时已晚，因为没有症状，"斯卡拉实验室的助理科学家Rupsa Datta说，"存活率如此之低，因为在那个时候，你真的什么也做不了。

Skala实验室使用先进的光学成像来研究导致肿瘤生长的代谢活动，希望更好地了解肿瘤微环境可以带来新的疗法和治疗方法。

在今天发表在《科学进展》杂志上的研究中，Datta及其同事描述了癌细胞如何劫持胰腺中某些非癌细胞的代谢活动来促进肿瘤生长。

当癌细胞开始增殖时，肿瘤微环境的一个组成部分是细胞外基质（ECM） - 一种分子网络，有助于为构成胰腺等器官的细胞提供结构。

非癌细胞也存在于ECM中，如免疫细胞，成纤维细胞和器官特异性支持细胞，如胰腺星状细胞（PSC）。

Datta说，癌细胞和这些PSC之间的相互作用是癌症增殖和生存的关键。

"癌细胞可以招募这些非癌细胞为它们工作，"她说。"这就像他们在癌细胞的魔咒下。它们会给它们带来营养和其他东西，这样癌细胞才能存活下来。

研究人员将胰腺癌细胞和PSCs组合成一个类器官模型，这是一个凝胶状基质结构中的3D细胞培养环境，更接近于模拟活体器官或肿瘤的生物学。

光学代谢成像使研究人员能够实时可视化和测量细胞之间的代谢相互作用。该技术是非侵入性的，无标记的，这意味着它使用细胞的先天自发荧光作为读数，而不是添加其他会损害细胞的试剂。

代谢的变化是通过细胞的还原氧化状态或氧化还原状态来测量的，氧化还原状态随着电子在细胞内的分子之间转移以帮助它们生长和分裂而波动。

"我们发现，当这些非癌细胞存在时，癌细胞氧化还原状态变得更加氧化并走向增殖，"Datta说。"当PSC接触癌细胞时，它们变得越来越减少。

细胞之间的这种转移表明，癌细胞可能通过直接与PSCs相互作用并利用代谢过程来支持癌症生长来克服其细胞增殖的氧化还原限制。

这些细胞之间的物理相互作用究竟如何导致氧化还原状态的变化仍然是未知的。但Datta希望对这些相互作用的进一步了解最终将导致靶向治疗，从而阻止癌细胞增殖和肿瘤发展。

在这项研究中，Skala实验室与癌症生物学家Matt Vander Heiden及其在麻省理工学院（MIT）科赫综合癌症研究所的实验室密切合作，并获得了非营利组织Stand Up to Cancer（SU2C）的资助。

"我们的大多数合作者都在威斯康星州，但这是一次长途合作，所以由于这笔赠款，我可以去他们的实验室，他们也可以来这里，"达塔说。"这是一个非常有趣的项目，因为我们在不同领域拥有专业知识。我们都需要回答这些问题。

Datta说，虽然Skala实验室开发了先进的成像技术来获得这些代谢测量结果，但Vander Heiden实验室是建立类器官模型并将数据置于癌症领域生物学视角和相关性不可或缺的一部分。

"我希望这篇论文能够展示我们技术的力量。不过，如果更多的癌症实验室采用它，他们仍然需要与像我们这样具有成像专业知识的实验室合作，"她补充道。"但我们喜欢合作！"