Nature子刊：观察到了癌细胞的“小魔法棒”及其功能

研究人员利用纳米技术的力量发现了一种新的方法，癌症可以通过伸出纳米尺度的触手进入免疫细胞并取出其能量包来解除潜在的细胞攻击者的武装。

　　

   

   

场发射扫描电子显微镜(FESEM)图像显示了在乳腺癌细胞和免疫细胞之间形成的纳米管。右图:共聚焦显微镜图像显示线粒体(用绿色荧光染料标记)通过细胞间纳米管从T细胞转移到癌细胞。线粒体中的DNA用蓝色染料标记。

资料来源:https://doi.org/10.1038/s41565-021-01000-4

为了生长和扩散，癌细胞必须避开免疫系统。来自布里格姆妇女医院和麻省理工学院的研究人员利用纳米技术发现了一种新方法，癌症可以通过向免疫细胞伸出纳米级触手来解除潜在的细胞攻击者的武装，这种触手可以进入免疫细胞并取出其能量包。消化掉免疫细胞的线粒体，癌细胞就会亢进，免疫细胞就会衰竭。这项发表在《Nature Nanotechnology》杂志上的新发现可能会为开发下一代癌症免疫疗法带来新的目标。

“当免疫系统受到抑制，癌细胞能够转移时，癌症就会死亡，而纳米管似乎可以帮助它们做到这两件事，”通信作者、布里格姆工程治疗中心的联合主任Shiladitya Sengupta博士说。“这是一种全新的机制，癌细胞通过这种机制逃避免疫系统，这给了我们一个新的目标去追逐。”

为了研究癌细胞和免疫细胞在纳米水平上是如何相互作用的，Sengupta和同事们建立了实验，在实验中他们共同培养了乳腺癌细胞和免疫细胞，比如T细胞。利用场发射扫描电子显微镜，他们发现了一些不寻常的现象:癌细胞和免疫细胞似乎是通过微小的触手在物理上连接起来的，触手的宽度大多在100-1000纳米范围内。(相比之下，人类的头发大约是8万到10万纳米)。在某些情况下，纳米管聚集在一起形成更厚的管。然后，研究小组用荧光染料对来自T细胞的线粒体(为细胞提供能量)进行染色，观察亮绿色的线粒体从免疫细胞中取出，通过纳米管进入癌细胞。

“通过仔细保存细胞培养条件和观察细胞内结构，我们看到了这些精致的纳米管，它们正在窃取免疫细胞的能量来源，”联合通讯作者Hae Lin Jang博士说，他是工程治疗中心的首席研究员。“这非常令人兴奋，因为这种行为以前从未在癌细胞中观察到。这是一个艰难的项目，因为纳米管是脆弱的，我们必须非常轻柔地处理细胞，以免打碎它们。”

研究人员接着观察如果他们阻止癌细胞劫持线粒体会发生什么。当他们将纳米管形成抑制剂注射到用于研究肺癌和乳腺癌的小鼠模型中，他们发现肿瘤的生长显著减少。

“癌症免疫疗法的目标之一是找到可以改善结果的治疗组合，”该研究的主要作者、工程治疗中心的博士后研究员Tanmoy Saha博士说。“根据我们的观察，有证据表明，纳米管形成的抑制剂可以与癌症免疫疗法结合，并测试它是否可以改善患者的预后。”

10.1038/s41565-021-01000-4