Процесс метастазирования — это когда раковые клетки приобретают подвижность и распространяются на другие участки тела. Поскольку это одна из основных причин смерти от рака, исследователи стремились разработать терапевтические стратегии, которые могут блокировать метастазирование. В недавней статье, опубликованной в Cell Reports , группа исследователей из Токийского медицинского и стоматологического университета (TMDU) описывает, как клеточная сигнальная молекула, называемая трансформирующим фактором роста-β (TGF-β), может помочь клеткам рака ротовой полости приобрести такую ​​опасную подвижность.

Эпителиально-мезенхимальный переход (ЭМП) происходит, когда раковые клетки приобретают более стволовые и инвазивные свойства, и индуцируется различными сигналами и стимулами в микроокружении опухоли. Группа сосредоточилась на сигнальной молекуле TGF-β, так как ее описанные эффекты кажутся противоречивыми: TGF-β может индуцировать EMT в раковых клетках, но также, по-видимому, блокирует их пролиферацию, удерживая их на ранней фазе цикла клеточного деления, называемой G1. Поэтому исследователи стремились охарактеризовать молекулярные детали этих механизмов на уровне одной клетки.

Не совсем ясно, могут ли опухолевые клетки, стимулированные TGF-β, демонстрировать как индукцию ЭМП, так и остановку клеточного цикла. Анализ отдельных клеток поможет нам понять, происходят ли эти события в разных клеточных популяциях».

Казуки Такахаши, ведущий автор исследования

Чтобы изучить это, команда использовала специально сконструированные версии клеток рака ротовой полости, которые флуоресцируют красным, если они находятся в фазе G1, или зеленым, если они находятся в любой другой фазе клеточного цикла. Количество эритроцитов увеличивалось, когда культуру обрабатывали TGF-β, что подразумевает большее количество клеток в G1. При изучении миграции клеток в ответ на TGF-β большинство мигрировавших клеток также демонстрировали остановку G1, что указывает на корреляцию между двумя фенотипами.

«Затем мы использовали метод, называемый секвенированием РНК одиночных клеток, для изучения экспрессии генов в отдельных раковых клетках полости рта, обработанных TGF-β», — объясняет Тетсуро Ватабе, старший автор статьи. «Интересно, что эти эксперименты показали, что TGF-β может индуцировать ЭМП в этих клетках двумя разными путями».

Клетки в ЕМТ, которые показали остановку G1, представляли собой отдельную популяцию от клеток без остановки. Дальнейшая работа показала, что эти клетки были связаны с экспрессией кератин-ассоциированного белка 2-3 (KRTAP2-3), который также наблюдался в мигрировавших клетках.

«Анализ выживаемости показал, что пациенты с плоскоклеточным раком головы и шеи с высоким уровнем KRTAP2-3 имели более низкую общую выживаемость, что позволяет предположить, что KRTAP2-3 является прогностическим биомаркером для этого рака», — говорит ведущий автор исследования Катажина Подыма-Иноуэ.

В целом, эти данные предоставляют важные молекулярные детали сложной природы TGF-β в раковых клетках полости рта. Раскрывая эти механизмы с помощью анализа отдельных клеток, это исследование предлагает важную информацию, которая поможет в разработке терапевтических методов, нацеленных на метастазирование.