轉(zhuǎn)移（metastasis）是造成腫瘤相關(guān)死亡的主要原因。該過程涉及多個(gè)步驟，包括腫瘤細(xì)胞逃離原發(fā)腫瘤、侵入周圍的間質(zhì)、侵入血管或淋巴管，并在血液循環(huán)系統(tǒng)中存活。最后，腫瘤細(xì)胞通過外滲的方式離開血管，在遠(yuǎn)處的器官中擴(kuò)散并形成繼發(fā)腫瘤。

但腫瘤細(xì)胞并不是“盲目”的，它們不會(huì)隨機(jī)地侵襲繼發(fā)性轉(zhuǎn)移部位，相反，它們會(huì)優(yōu)先在特定的器官中“定植”（seed），并選擇性地創(chuàng)造有利于腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移的微環(huán)境。這種微環(huán)境的形成是腫瘤細(xì)胞、基質(zhì)細(xì)胞和細(xì)胞外基質(zhì)（extracellular matrix, ECM）之間的動(dòng)態(tài)相互作用的結(jié)果。ECM由膠原蛋白、彈性蛋白、纖維連接蛋白和層粘連蛋白等核心結(jié)構(gòu)大分子組成，儲(chǔ)存生長(zhǎng)因子和生物活性分子。與正常組織的ECM不同的是，“重塑”的腫瘤ECM能為腫瘤組織提供結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，不僅支持腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)、生存、遷移和分化，還能協(xié)助腫瘤發(fā)生轉(zhuǎn)移擴(kuò)散。重塑過程需要特定因素和相關(guān)酶的活動(dòng)，這些酶包括賴氨酸氧化酶（LOX）、組織蛋白酶和基質(zhì)金屬蛋白酶（MMPs）等。這些ECM相關(guān)酶已被報(bào)道對(duì)腫瘤的發(fā)生發(fā)展具有重要作用，但是抗腫瘤藥物如何影響這些分子尚不清楚。

近日，以色列理工學(xué)院的Rappaport Technion整合腫瘤中心的科學(xué)家在Cancer Research發(fā)表題為“T Cells Promote Metastasis by Regulating Extracellular Matrix Remodeling following Chemotherapy”的最新研究成果。該團(tuán)隊(duì)揭示了CD8+T細(xì)胞在化療誘導(dǎo)下發(fā)生“叛變”并協(xié)助機(jī)體腫瘤發(fā)生轉(zhuǎn)移的機(jī)制。即在紫杉醇化療的刺激之下，CD8+T細(xì)胞能夠通過翻譯后修飾增加關(guān)鍵酶LOX的表達(dá)水平和酶活性，后者直接促進(jìn) ECM重塑并最終導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞的播散和轉(zhuǎn)移。

為驗(yàn)證化療能否引起ECM發(fā)生有利于腫瘤轉(zhuǎn)移的變化，以及這種變化是由宿主本身還是腫瘤本身介導(dǎo)，研究人員首先對(duì)無瘤小鼠進(jìn)行紫杉醇（PTX）化療，并分析肺部ECM成分隨時(shí)間的變化。借用免疫熒光和免疫組化等多種手段，他們發(fā)現(xiàn)在PTX處理后72小時(shí)下，肺部的I型膠原、IV型膠原和層粘連蛋白水平顯著增加，而肝臟、脾臟ECM以及對(duì)照組均未出現(xiàn)類似顯著改變。RT-qPCR實(shí)驗(yàn)顯示，從對(duì)照組或PTX處理的小鼠肺中的I型膠原、IV型膠原、層粘連蛋白和纖維連接蛋白的mRNA水平?jīng)]有顯著變化，表明發(fā)生的ECM重構(gòu)并非是由于轉(zhuǎn)錄變化，而是與翻譯后修飾相關(guān)。這些結(jié)果說明化療后ECM結(jié)構(gòu)的快速變化與ECM重構(gòu)有關(guān)，并且這種作用主要是由宿主介導(dǎo)的。

緊接著，該團(tuán)隊(duì)試圖探究化療誘導(dǎo)的這種肺部ECM變化對(duì)腫瘤定植和轉(zhuǎn)移的影響。在細(xì)胞水平發(fā)現(xiàn)，PTX處理小鼠的肺組織裂解物處理過的腫瘤細(xì)胞黏附能力比對(duì)照組更強(qiáng)。體外肺轉(zhuǎn)移試驗(yàn)結(jié)果則顯示，與對(duì)照組相比，PTX處理小鼠的肺切片中所檢測(cè)到的腫瘤細(xì)胞百分比顯著增加，而腫瘤大小無顯著差異，表明腫瘤細(xì)胞的定植能力發(fā)生變化，而增殖能力未受影響。在對(duì)荷瘤小鼠進(jìn)行的體內(nèi)肺轉(zhuǎn)移實(shí)驗(yàn)中，也觀察到了PTX治療使腫瘤轉(zhuǎn)移增加的類似作用。綜合來看，PTX治療可誘導(dǎo)肺外基質(zhì)的快速變化，從而促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的播散和轉(zhuǎn)移。

ECM重構(gòu)的發(fā)生依賴于LOX、MMP9和肝素酶等幾種細(xì)胞外作用的催化酶。在這些酶中，LOX通過催化膠原交聯(lián)在ECM重構(gòu)中發(fā)揮關(guān)鍵作用。為了確定LOX是否參與化療誘導(dǎo)的肺組織ECM變化，研究團(tuán)隊(duì)評(píng)估了其在對(duì)照組和PTX治療小鼠肺中的表達(dá)水平和酶活性。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，處理72h時(shí)，與對(duì)照組小鼠相比，PTX處理小鼠肺部LOX蛋白水平和LOX酶活性顯著增加，而處理的4、24和72小時(shí)LOX 的mRNA水平并無相應(yīng)變化。此外，另外兩個(gè)關(guān)鍵酶-MMP9和肝素酶的表達(dá)水平和酶活性分析顯示，PTX治療72小時(shí)后其蛋白和mRNA水平及肺組織活性均未見顯著變化。表明LOX是參與PTX治療72小時(shí)后ECM重塑的主要酶之一。

為了弄清化療后肺部LOX水平和活性的增加是全身調(diào)控還是非局部效應(yīng)的結(jié)果，研究人員用PTX處理無瘤小鼠72小時(shí)后血液作為處理因素，觀察接受該血漿72小時(shí)后正常小鼠的肺組織變化。數(shù)據(jù)顯示，與注射了對(duì)照組小鼠血漿的小鼠相比，實(shí)驗(yàn)組小鼠肺組織的I型膠原、IV型膠原和LOX水平顯著增加。細(xì)胞黏附實(shí)驗(yàn)也證實(shí)了這些效應(yīng)，表明LOX水平提示PTX處理是通過誘導(dǎo)全身作用，最終促進(jìn)肺ECM快速重塑并促進(jìn)腫瘤細(xì)胞黏附活性。

但是增高的LOX從何而來？基于以上發(fā)現(xiàn)，研究人員猜想我們假設(shè)LOX是由血液循環(huán)中的免疫細(xì)胞表達(dá)的。為了驗(yàn)證這一點(diǎn)，研究人員巧妙地構(gòu)建了骨髓LOX缺陷嵌合小鼠(記為“BM-LOX-dep”)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)骨髓來源細(xì)胞的LOX基因表達(dá)的關(guān)閉。結(jié)果顯示，與對(duì)照小鼠相比，PTX治療對(duì)BM-LOX-dep小鼠肺中的膠原水平?jīng)]有影響，這一發(fā)現(xiàn)提示骨髓來源細(xì)胞的LOX才是是PTX誘導(dǎo)ECM重塑的關(guān)鍵。在將范圍縮小后，研究團(tuán)隊(duì)將關(guān)注點(diǎn)鎖定在B淋巴細(xì)胞和T淋巴細(xì)胞。利用B、T淋巴細(xì)胞缺陷的SCID小鼠模型重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)與骨髓LOX缺陷的小鼠類似，SCID小鼠的ECM不受PTX處理的影響。這些數(shù)據(jù)證實(shí)了研究人員的猜想，即LOX表達(dá)與活性的增加來源于B細(xì)胞或T細(xì)胞。

循著這一發(fā)現(xiàn)，研究人員對(duì)血液、脾臟、肺的B細(xì)胞、CD4+T細(xì)胞和CD8+T細(xì)胞亞群進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)與對(duì)照組小鼠相比，經(jīng)PTX處理的小鼠僅在肺和脾臟的CD8+T細(xì)胞中LOX強(qiáng)度顯著增加。外周血中，PTX治療后CD8+和CD4+T細(xì)胞的百分比都增加，但未檢測(cè)到LOX強(qiáng)度的變化。該團(tuán)隊(duì)還將PTX處理后的小鼠的這三類細(xì)胞亞群分別注射到SCID小鼠，結(jié)果僅注射CD8+T細(xì)胞的SCID小鼠能夠在PTX的誘導(dǎo)下發(fā)生ECM重塑！這些結(jié)果均表明CD8+TT細(xì)胞是PTX治療后系統(tǒng)表達(dá)LOX和肺部LOX的主要來源之一，即在化療后向腫瘤“叛變”的細(xì)胞。

最后，研究人員我們通過乳腺腫瘤小鼠模型來驗(yàn)證阻斷LOX是否能逆轉(zhuǎn)化療誘導(dǎo)ECM重塑與腫瘤細(xì)胞黏附的效應(yīng)。在腫瘤生長(zhǎng)達(dá)到250mm3大小時(shí)，分別給與四組小鼠對(duì)照藥物、PTX、BAPN（LOX抑制劑）、PTX和BAPN聯(lián)合治療。與對(duì)照組小鼠相比，單獨(dú)經(jīng)PTX處理的小鼠肺部轉(zhuǎn)移灶數(shù)量顯著增加，而單獨(dú)經(jīng)BAPN處理的小鼠沒有顯示出變化。但與單獨(dú)使用PTX的小鼠相比，聯(lián)合使用PTX和BAPN的小鼠肺內(nèi)轉(zhuǎn)移灶數(shù)量顯著減少。這一結(jié)果有力地證明了LOX抑制可以抵消PTX化療所誘導(dǎo)的腫瘤轉(zhuǎn)移。

總之，本項(xiàng)研究揭示了化療誘導(dǎo)肺前轉(zhuǎn)移通過上調(diào)T細(xì)胞中的LOX來實(shí)現(xiàn)ECM重構(gòu)的機(jī)制。在應(yīng)激條件下之下，腫瘤通過“策反”T細(xì)胞，構(gòu)建利于自身轉(zhuǎn)移的微環(huán)境，加速播散和轉(zhuǎn)移，顯示出其復(fù)雜的生存機(jī)制。LOX抑制劑能夠靶向抑制這種轉(zhuǎn)移，其與化療藥物的聯(lián)用或可一定程度克服腫瘤治療過程中出現(xiàn)的轉(zhuǎn)移，但仍需更多的研究進(jìn)一步證實(shí)。