Вопрос, откуда происходят опухолевые клетки, дающие начало метастазам, остается открытым. Американские исследователи предположили, что в процесс метастазирования вовлечено некротическое ядро опухоли. У крыс увеличение числа циркулирующих опухолевых клеток и образование легочных метастазов были ассоциированы с ростом области некроза в ядре опухоли. Подтверждение теории нашли и у людей. Также авторы обнаружили потенциальную терапевтическую мишень для снижения некротизации и метастазирования.
Развитие метастазов определяет выживаемость при большинстве раков. Ключевой этап в этом процессе — попадание опухолевых клеток в циркуляцию. Остается открытым вопрос, откуда происходят эти опухолевые клетки. Есть свидетельства того, что они происходят из ядра опухоли. Во многих агрессивных и ассоциированных с плохим прогнозом опухолях с высоким риском развития метастазов в ядре происходит некроз. Неясно, как некротическое ядро способствует метастазированию. В новой работе американские исследователи использовали крысиную модель, чтобы изучить временную связь метастазирования и образования областей некроза в ядре опухоли.
Исследователи использовали крыс с нокаутом генов Rag2 и Il2rgamma. Для этих животных характерен дефицит T- и B-клеток, а также естественных киллеров. Им пересадили мышиные опухолевые клетки трижды негативного рака молочной железы 4T1. Авторы показали, что крысы позволяют в десять раз более эффективно, чем мыши, детектировать метастазирование.
Кровь, легкие и опухоли крыс анализировали на 13, 17, 22 и 27-й дни после трансплантации. Размер опухоли значительно увеличился между днями 13 и 17, после чего, по-видимому, вышел на плато. В то же время нелинейно выросло число циркулирующих опухолевых клеток (ЦОК). Между днями 22 и 27 число ЦОК увеличилось в 50 раз.
Авторы посмотрели, как первичная опухоль изменилась на клеточном уровне. Они выявили зоны некроза, которые заметно выросли между днями 22 и 27. Количество метастазов в легких коррелировало с размером области некроза, но не с объемом опухоли. Для некротического ядра было также характерно ненормальное расширение кровеносных сосудов. Таким образом, распространение ЦОК совпадает по времени с изменениями в ядре опухоли, не по краям.
Далее исследователи охарактеризовали молекулярные изменения, происходящие в некротическом ядре. Для этого они изучили генную экспрессию. По краям была детектирована экспрессия генов, связанных с инвазией и репликацией (внеклеточным матриксом, васкулярным морфогенезом, движением), а в ядре —с некрозом и сосудистым ремоделированием (клеточным ответом на стресс, метаболизмом РНК, дегрануляцией нейтрофилов). Экспрессия ангиопоэтин-подобного белка 7 (Angptl7) была в 32 раза выше в опухоли по сравнению с тканями хозяина и в 16 раз выше в ядре опухоли по сравнению с краями.
ANGPTL7 принадлежит к семейству секретируемых белков, структурно схожих с ангиопоэтинами. Была изучена его роль в метаболизме липидов, сердечно-сосудистых заболеваниях, возобновлении стволовых клеток и раке. В крысиной модели уровень РНК Angptl7 вырос со временем и коррелировал с размером области некроза, расширением сосудов, ЦОК и легочными метастазами.
Авторы задались вопросом, необходим ли ANGPTL7 для формирования некротического ядра и метастазирования. Нокдаун ANGPTL7 снизил площадь некроза на 53–77% без увеличения размера опухоли. Число ЦОК также снизилось, как и количество метастазов легких и расширенных сосудов. В то же время изучение транскриптома показало, что нокдаун Angptl7 не исправляет нарушения метаболизма в ядре, что говорит о продолжающемся стрессе.
Уровень мРНК ANGPTL7 изучили на ксенографтах, полученных от пациентов с трижды негативным раком молочной железы. В моделях с высокой степенью некротизации экспрессия была повышена. На пациентах с метастатическим раком молочной железы было показано, что большое число ЦОК ассоциировано с маркерами некроза.
Таким образом, ANGPTL7 связан с некрозом и метастазированием. Авторы предполагают, что на него можно воздействовать препаратами для подавления некроза и образования метастазов.
Ami Yamamoto, et al. Metastasis from the tumor interior and necrotic core formation are regulated by breast cancer-derived angiopoietin-like 7 // Cell Biology, published February 28, 2023, DOI: 10.1073/pnas.2214888120
Источник
Развитие метастазов определяет выживаемость при большинстве раков. Ключевой этап в этом процессе — попадание опухолевых клеток в циркуляцию. Остается открытым вопрос, откуда происходят эти опухолевые клетки. Есть свидетельства того, что они происходят из ядра опухоли. Во многих агрессивных и ассоциированных с плохим прогнозом опухолях с высоким риском развития метастазов в ядре происходит некроз. Неясно, как некротическое ядро способствует метастазированию. В новой работе американские исследователи использовали крысиную модель, чтобы изучить временную связь метастазирования и образования областей некроза в ядре опухоли.
Исследователи использовали крыс с нокаутом генов Rag2 и Il2rgamma. Для этих животных характерен дефицит T- и B-клеток, а также естественных киллеров. Им пересадили мышиные опухолевые клетки трижды негативного рака молочной железы 4T1. Авторы показали, что крысы позволяют в десять раз более эффективно, чем мыши, детектировать метастазирование.
Кровь, легкие и опухоли крыс анализировали на 13, 17, 22 и 27-й дни после трансплантации. Размер опухоли значительно увеличился между днями 13 и 17, после чего, по-видимому, вышел на плато. В то же время нелинейно выросло число циркулирующих опухолевых клеток (ЦОК). Между днями 22 и 27 число ЦОК увеличилось в 50 раз.
Авторы посмотрели, как первичная опухоль изменилась на клеточном уровне. Они выявили зоны некроза, которые заметно выросли между днями 22 и 27. Количество метастазов в легких коррелировало с размером области некроза, но не с объемом опухоли. Для некротического ядра было также характерно ненормальное расширение кровеносных сосудов. Таким образом, распространение ЦОК совпадает по времени с изменениями в ядре опухоли, не по краям.
Далее исследователи охарактеризовали молекулярные изменения, происходящие в некротическом ядре. Для этого они изучили генную экспрессию. По краям была детектирована экспрессия генов, связанных с инвазией и репликацией (внеклеточным матриксом, васкулярным морфогенезом, движением), а в ядре —с некрозом и сосудистым ремоделированием (клеточным ответом на стресс, метаболизмом РНК, дегрануляцией нейтрофилов). Экспрессия ангиопоэтин-подобного белка 7 (Angptl7) была в 32 раза выше в опухоли по сравнению с тканями хозяина и в 16 раз выше в ядре опухоли по сравнению с краями.
ANGPTL7 принадлежит к семейству секретируемых белков, структурно схожих с ангиопоэтинами. Была изучена его роль в метаболизме липидов, сердечно-сосудистых заболеваниях, возобновлении стволовых клеток и раке. В крысиной модели уровень РНК Angptl7 вырос со временем и коррелировал с размером области некроза, расширением сосудов, ЦОК и легочными метастазами.
Авторы задались вопросом, необходим ли ANGPTL7 для формирования некротического ядра и метастазирования. Нокдаун ANGPTL7 снизил площадь некроза на 53–77% без увеличения размера опухоли. Число ЦОК также снизилось, как и количество метастазов легких и расширенных сосудов. В то же время изучение транскриптома показало, что нокдаун Angptl7 не исправляет нарушения метаболизма в ядре, что говорит о продолжающемся стрессе.
Уровень мРНК ANGPTL7 изучили на ксенографтах, полученных от пациентов с трижды негативным раком молочной железы. В моделях с высокой степенью некротизации экспрессия была повышена. На пациентах с метастатическим раком молочной железы было показано, что большое число ЦОК ассоциировано с маркерами некроза.
Таким образом, ANGPTL7 связан с некрозом и метастазированием. Авторы предполагают, что на него можно воздействовать препаратами для подавления некроза и образования метастазов.
Ami Yamamoto, et al. Metastasis from the tumor interior and necrotic core formation are regulated by breast cancer-derived angiopoietin-like 7 // Cell Biology, published February 28, 2023, DOI: 10.1073/pnas.2214888120
Источник
