Nature子刊：指挥癌细胞的复杂信号网络

　　最近，美国耶鲁大学和约翰霍普金斯大学带领的一个研究小组，采用先进的技术和一种将工程学和医学合并的方法，编制了关于“指导高侵袭性癌细胞的复杂信号网络”的一些最详细的数据。

　　耶鲁大学系统生物学家和生物医学工程师、耶鲁大学系统生物学研究所主任Andre Levchenko说：“这是一组非常复杂的相互作用和过程。系统生物学方法通过分析癌细胞如何迁移到一起，以及如何单独响应复杂信号，确定了这种复杂性。”

　　四月八日在《自然通讯》（Nature Communications）杂志上发表的一项研究中，Levchenko和他的同事描述了乳腺癌细胞响应人体内化学信号的复杂方式。这个想法是要确定哪些信号导致癌细胞分散和转移，这些信号如何与指导癌症入侵的其他信号相结合，当有冲突时哪些信号占支配地位。延伸阅读：Science子刊：放大癌细胞的革命性新型探针。

　　直到现在，很少有人知道细胞如何决定何时何地转移，同时穿越复杂的组织。这些细胞经常遇到矛盾的定向信号——最难解决的问题：哪些信号更强，以及在什么情况下？

　　在这项研究中，研究人员集中在几个信号。一个是被称为表皮生长因子（EGF）的蛋白，它是个别癌细胞的一个强大、定向的指导信号。另一个信号介导一个知之甚少的现象，称为“运动的接触抑制（CIL）”，在这个现象中，细胞看起来像碰碰车，在接触开始时停止行进并相互远离。

　　Levchenko的研究团队发现，当EGF和CIL信号作用于乳腺癌细胞时，细胞的行为就好像一台极小的电脑，做出关于“哪些信号占主导地位”的决定。如果EGF信号很微弱，若细胞遇到另一个细胞，它就转向反方向；如果EGF信号是足够强大的，两个细胞会一起同行。研究人员揭开了使细胞遵循这些信号并作出适当决定的分子网络。特别是，他们发现了被称为ephrins的蛋白质在介导CIL信号中的关键作用。这些蛋白质，也存在于其他细胞类型中，使乳腺癌细胞相互排斥，而忽略了其他细胞，如成纤维细胞。这方面的知识，使研究人员能够抑制CIL，因此，即使微弱的EGF输入也可能导致许多细胞的协调运动。

　　本文第一作者、耶鲁大学生物医学工程博士后Benjamin Lin指出：“我们表明，迁移性细胞优先考虑某些信号，从而可以切换它们的迁移模式，这取决于它们所看到的环境。”

　　了解这些信号的相互作用，可使研究人员设计出某种策略，干扰或重定向运动中的癌细胞。例如，如果一个行进中的癌细胞接收到很强的人工CIL信号，结果它的运动就会变得不那么定向和侵袭性，而是更加的混乱，这可能会减缓转移的发生吗？

　　从历史上看，对癌细胞运动进行的实验，已经无法模仿人体的动态复杂性。现在，使用先进的生物传感器和其他技术，这种实验更接近于复制现实的生物环境。

　　本文共同作者、约翰霍普金斯大学副教授Takanari Inoue博士说：“对于单个信号如何影响细胞的迁移，科学家们已经研究的非常清楚。但实际上，细胞同时易受多个信号的支配。我们这项工作非常重要，因为我们清楚地表明，细胞可整合多条信息，而且这种整合发生在信号处理上游的一个地方。我想我们一直低估了这些细胞整合不同信号的能力。”