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《Nature》这些癌细胞在人们睡觉时醒来

 

         

转移性癌细胞从体内的一个地方转移到另一个地方,长成新的肿瘤。


当肿瘤细胞进入血液并移动到身体的一个新位置开始工作时,癌症是最致命的——这个过程被称为转移。现在,一项研究发现,对于乳腺癌患者来说,这些被称为循环肿瘤细胞(CTCs)的流氓细胞在夜间比白天更有可能跳进血液中。

英国曼彻斯特大学的时间生物学家Qing-Jun Meng说,这一发现揭示了一些迄今未被发现的基本人类生理学,并可能导致更好的跟踪癌症进展的方法。

几十年来,研究界一直在讨论人体的昼夜节律如何影响癌症。研究报告的合著者、位于瑞士苏黎世的瑞士联邦理工学院的癌症生物学家Nicola Aceto说,通过这项研究,人们已经清楚地认识到,“当病人睡觉时,肿瘤会醒过来”。他说,这是理解转移的“进步”。“从长远来看,向前迈进对患者是一件好事。”这项研究发表在6月22日的《Nature》杂志上。

癌症的生物钟

2007年,国际癌症研究机构(International Agency for Research on Cancer)将昼夜节律紊乱列为“可能的”致癌物,此前的长期研究表明,工作时间不规律的人——比如空姐和夜班护士——患乳腺癌的风险更高。为什么会发生这种情况仍然是一个悬而未决的问题。

一个人的生物钟由不同的基因控制,这些基因在一个24小时的时间表上表达特定的分子,影响身体的许多过程,包括新陈代谢和睡眠。然而,大多数研究人员最初认为癌细胞“如此混乱,如此高度变异”,它们不符合这样的时间表,Aceto说。

2017年诺贝尔医学奖授予在生物钟方面的工作。

对于转移,当Aceto和他的同事们注意到患有肿瘤的小鼠体内的CTCs水平随着一天中抽血的时间而变化时,第一个暗示这可能不是完全正确的。根据这一观察结果,Aceto在上午4点和10点分别采集了30名住院的乳腺癌患者的血液。

研究人员发现,他们在血液样本中发现的大部分CTCs——几乎80%——出现在凌晨4点收集的,当时患者还在休息。起初,“我很惊讶,因为肿瘤一直在释放循环细胞,”Aceto说。“但数据非常清楚。所以,在感到惊讶之后,我们很快就变得非常兴奋。”

研究人员的下一步是确认除了这几个病人之外,这是否属实。为了做到这一点,研究小组将乳腺癌肿瘤移植到小鼠体内,并全天测试动物的CTCs水平。与人类相比,小鼠的昼夜节律是反向的,这意味着它们在晚上最活跃,在白天倾向于休息。研究小组发现,动物的CTCs水平在白天达到峰值——有时浓度比基线高88倍——当动物处于休息状态时。

此外,研究人员还收集了小鼠在休息和活动时的CTCs。他们在两组细胞中添加了不同的荧光标记,然后将它们注射回小鼠体内。大多数生长成新肿瘤的细胞是在小鼠休息时收集的,这表明这些CTCs在转移方面不知何其好。

纽约路德维希癌症研究所的癌症生物学家Chi Van Dang说,这个发现是“惊人的”。医生测量血液中的CTCs水平——一种液体活检——以帮助了解癌症患者的进展情况,所以他说:“对我来说,第一个教训是,一天中提取血液样本的时间可能会给你误导性的信息。”他补充说,这意味着医生可能需要重新考虑跟踪癌症的时间。

睡眠不是敌人

为什么人类的乳腺癌细胞在夜间更活跃可能取决于许多因素,这些因素仍有待研究,Aceto说。荷尔蒙是身体发出该起床或该睡觉的信号的工具之一,它可能在其中发挥了作用。研究小组发现,用睾酮或胰岛素等激素治疗小鼠会对CTCs水平产生影响——降低或提高它们的水平,这取决于使用激素的时间。

Dang说,了解这一过程的工作原理可能有一天会带来更好的癌症治疗,但这一现实可能仍有很长的路要走。他补充说,首先需要进行更多的研究,以理清昼夜节律和癌症之间的复杂联系。

与此同时,Meng警告说,不要认为睡眠是乳腺癌患者的敌人。一些研究表明,癌症患者和每晚睡眠通常少于7小时的人死亡的风险更高,而打乱小鼠的昼夜节律会使癌症扩散得更快。他说,这些发现并不是说“你不需要睡眠,或者你需要更少的睡眠,这只是意味着这些细胞更喜欢在24小时周期的特定阶段进入血液。”


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