Nature：發現急性淋巴細胞白血病入侵中樞神經系統機制

急性淋巴細胞白血病（ALL）的一種致命性特徵是它侵入中樞神經系統。中樞神經系統中的ALL是很難治療的，這是因為大多數藥物因保護大腦的「血腦屏障」的存在而被阻止進入這種器官系統。幾十年來，癌細胞如何入侵中樞神經系統一直是科學家和臨床醫生無法解答的一個問題。

如今，在一項新的研究中，來自美國杜克大學等研究機構的研究人員描述了ALL細胞如何獨特地配備上能夠抓住位於血管外周的支架蛋白的受體，並藉助這些支架蛋白從骨髓中穿過膜而進入充滿腦脊髓液的太空。他們發現這些癌細胞不是通過破壞血腦屏障而是通過完全逃避血腦屏障而滲入到中樞神經系統。

相關研究結果於2018年7月18日在線發表在Nature期刊上，論文標題為「Leukaemia hijacks a neural mechanism to invade the central nervous system」。

圖片來自Alisa Weigandt for Duke Health

論文通信作者、杜克大學惡性血液疾病與細胞治療部門副教授Dorothy Sipkins博士說，「對進入中樞神經系統的癌細胞來說，這是一種非常意想不到的方式。」

她說，「理解ALL如何進入中樞神經系統會為我們提供新的方法來靶向這種通路並有望將它關閉。」

Sipkins說，這一發現是十多年研究的結果，在此期間的大部分時間裡，尋找ALL如何跨過保護大腦免受血液中有害物傷害的血腦屏障的努力進入了死胡同。

在完善了一種實時觀察小鼠大腦的方法之後，她仍然無法觀察到ALL細胞如何進入中樞神經系統。儘管隨後開展了更多的實驗，但是這個謎團仍然沒有得到解決。

Sipkins說，「這是非常令人困惑的。它應該是可追蹤的，那麼為何跟蹤跨過血腦屏障的細胞是如此困難呢？」

隨後，在針對Sipkins實驗室正在測試的一種藥物開展的實驗中，一個重要的發現出現了。接受這種藥物治療的小鼠並未因患上晚期ALL而癱瘓，這一點通常會在癌細胞進入樞神經系統的動物中發生。相反，這種癌症仍然停留在這些小鼠的骨髓中。

經過進一步分析，Sipkins發現這種藥物本身並沒有跨過血腦屏障，因此它沒有激活腦脊液中的治療反應。這意味著該藥物以某種方式阻止這些癌細胞遷移到中樞神經系統內。

Sipkins 說，「當我們解剖脊髓周圍的脊柱和椎骨時，我們注意到一件奇怪的事情：你能夠觀察到椎骨骨髓中的所有ALL細胞，這看起來就像是它們通過骨表面上的通道直接進入脊髓中。」

但是這些癌細胞並不僅是穿過這種骨組織。相反，這些研究人員發現ALL細胞攜帶著大量針對層粘連蛋白（laminin）的受體，其中層粘連蛋白包圍著血管和神經，從而有助於促進細胞遷移。微小的血管直接穿過椎骨到達包圍著脊髓和大腦的腦膜組織。ALL細胞抓住這些血管周圍的層粘連蛋白並向下拉入腦脊液循環的腦膜區域。

Sipkins說，這種試驗藥物可能具有治療效果，但還需進一步開展研究。她說，其他以類似方式抑製細胞遷移的分子可能也具有潛在的益處。

參考資料：

Hisayuki Yao, Trevor T. Price, Gaia Cantelli et al. Leukaemia hijacks a neural mechanism to invade the central nervous system. Nature, Published online: 18 July 2018, doi:10.1038/s41586-018-0342-5

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