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研究人員發現了隱藏在肺腫瘤樣本細胞中的微型胃、十二指腸和小腸。
眾所周知，腫瘤是極混亂無章的。雖然都是同一腫瘤，但這一部分的細胞與其它部分的細胞相比，往往表達出了不同的基因、形狀和大小。然而，這個在2018年的發現仍然令人驚訝。
研究小組發現，這些細胞失去了一個名為NKX2-1的基因，這個基因擔任主開關的角色，它能翻轉基因網路，為肺細胞設定方向。
如果沒有它，細胞就會沿著它最近的鄰居——腸道——的道路走，就像道岔發生故障時火車脫軌一樣。
圖片來源：Tata Lab/Duke
這項研究發表在《細胞發育》雜誌上，該研究結果強調了癌細胞驚人的彈性和可塑性。
這樣的可塑性可能會致使腫瘤產生耐藥性，因此這可以說是治癒癌症所面臨的最大挑戰。
主要作者、來自杜克大學醫學院細胞生物學系的助理教授Purushothama Rao Tata表示：「癌細胞會不惜一切代價活下去。在經歷了化療後，肺細胞關閉了一些關鍵的細胞調節器，並吸取了其它細胞的特性以獲得抵抗力。」
Tata在他的職業生涯的大部分時間裡都在研究構成正常肺細胞組織的細胞類型，以及這些細胞在受傷後再生的過程中是如果表現出靈活性的。
Tata開始懷疑他所發現的與組織正常發育和再生有關的一些規則，是否也是造成腫瘤細胞混雜性質的原因。
於是，他開始專註於非小細胞肺癌，該類型的癌症佔所有肺癌病例的80%到90%。
肺癌是全球癌症死亡的主要原因，也是所有癌症中存活率最低的癌症之一。
Tata分析了來自於癌症基因組圖譜研究網路的數據，對來自於33種不同類型癌症的數千個樣本基因組進行了分析。
他發現，許多非小細胞肺癌腫瘤都缺乏NKX2-1，這是一種已知的制定肺譜系的基因。
相反，它們中的大多數都表達了一些與食道和胃腸道器官有關的基因。
Tata推測，由於缺乏NKX2-1，肺腫瘤細胞就會失去肺的特性，而呈現出其它細胞的特徵。
因為在發育過程中，肺細胞和腸道細胞來自於相同的親本或組細胞。一旦肺細胞迷了路，它們就會沿著最近的發育的兄弟姐妹的路徑走下去，這是很有道理的。
為了驗證情況是否如此，Tata和他的同事建立了不同的小鼠模型。首先，他們去掉了小鼠肺組織中的NKX2-1基因。
在顯微鏡下，他們注意到了一些通常只會在腸道中出現的特徵，如隱窩狀結構和胃組織。令人驚訝的是，這些結構會產生消化酶，就像它們就正住在胃裡，而不是肺。
在簡單地證明了基因調整可能會促使肺細胞改變發育軌跡後，Tata想知道，如果再進行一到二次調整，是否會刺激它們形成腫瘤。這一次，他們除了去除了NKX2-1，還激活了癌基因SOX2或KRAS。
該研究發現，疊加了SOX2突變的小鼠產生的腫瘤看起來像是來自於前腸；而疊加了KRAS突變的小鼠則似乎是出現了來自於中後腸部分的腫瘤。
Tata和他的同事們隨後想知道，這些基因是否能真的改變肺細胞的命運，或者它們是否需要自身微環境中的額外信號。
為了回答這個問題，他們開發了一個新的「小肺腫瘤」系統——肺腫瘤組織的小型版本——並發現，基因操縱足以使肺細胞顯示出這樣的可塑性。
Tata表示：「癌症生物學家早就懷疑癌細胞可能會為了逃避化療和獲得抵抗力而讓自己轉變，但他們並不知道這種可塑性背後的機制。而現在，我們已經知道我們在這些腫瘤中會遇到的問題，我們可以提前思考這些細胞可能會採取的轉變途徑，並能設計阻止他們癌變的療法。」
未來，Tata計劃使用它的小型肺腫瘤系統，進一步探索肺癌細胞的耐葯機制。
作者：李彤馨/編譯
蝌蚪五線譜編譯自sciencealert，譯者 李彤馨，轉載須授權
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