新2手机管理端(www.22223388.com):癌症不仅是演化问题,也是人体中的生态问题

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【编者按】

《狡诈的细胞:癌症的进化故事与治愈之道》是一本辅助我们明白癌症的入门读物,将癌症的历史、当下与未来娓娓道来,同时提供了看待和明白癌症的新视角。

在谈论癌症到底是若何发生的时刻,我们往往不太会想到进化。但现实上,进化与癌症跬步不离,进化塑造了生命,进化也同样缔造出了癌症。该书就是着眼于此,来先容若何明白癌症的起源和演变的,并告诉我们,研究者正在研究出更有用的、更具革命性的癌症治疗方案。本文摘编自该书第五章《癌细胞的隐秘天下》,主要先容了肿瘤微环境的形成问题,由汹涌新闻经中信出书·鹦鹉螺授权宣布。

凭证乔尔·布朗的说法,癌细胞很像松鼠。布朗是一位生态学家,现在也是一位癌症生物学家,他喜欢松鼠,也喜欢拿生态环境来做类比。癌细胞和松鼠一样,需要赖以生计的种种资源,也需要面临生计环境中的种种威胁。所有生物都需要获得生计资源并同时阻止威胁。不管你是哪种生物,能否找到足够的生计资源并阻止威胁决议了你能否生计并繁衍。

就像松鼠一样,癌细胞必须在它们的生计环境中活下去,这就意味着它们需要寻找食物、珍爱自己,而且要比它们的天敌跑得更快(或者头脑更伶俐)。就像自然界中不停演化的生物一样,在这个历程中做得更好的癌细胞可以活得更好,留下更多的子代细胞。

在前几章当中,我探讨了从癌细胞的角度来看待癌症的利益:这样可以更好地领会其优瑕玷,展望它们可能若何演变,以及——最主要的是——最终找到预防和治疗癌症的途径。而在我们审阅癌细胞在其中演化的天下时,从癌症的角度出发思索问题也大有裨益。我们的身体是癌细胞生计、殒命而且随着时间而转变的生态系统。从癌细胞的角度来看,我们的身体能够为它们提供不停增殖所需的质料,但同时我们的免疫系统也会威胁到它们的生计。我们的组织、我们的血液,甚至我们的身体用来共享信息的信号系统,都可以为癌细胞所用,提高它们的生计能力,并辅助它们更快地滋生。我们的器官就像癌细胞可以开疆扩土、不停殖民的新大陆,我们的血液供应就像滋养它们的河流系统,我们的免疫细胞就像掠食者,癌细胞若是要生计,必须要比免疫细胞凌驾一筹,或者阻止与它们正面冲突。

在这一章当中,我将从生态学的角度审阅癌症,探讨癌细胞的演化历程——首先靠坑蒙诱骗从多细胞生物体内获取生计资源,然后是个体癌细胞之间相互协协调互助,更好地行使多细胞生物的身体。它们演化出促进血管天生的信号,穿过生物体内的种种膜结构,并通过转移开拓新的殖民地并塑造新的生态环境。细胞作弊和互助在多细胞生物体内的生态环境中同时发生。癌症不仅是个演化问题,也是人体当中的生态问题。

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癌细胞生计和演化的环境是一个庞大的生态系统,由实体基础设施(包罗组成细胞外基质的胶原卵白和酶)、其他细胞(包罗癌细胞和正常细胞)、生计资源(来自血细胞和其他细胞)和威胁因素(好比要吃掉它们的免疫细胞)组成。这个生态系统(通常被称为肿瘤微环境)影响着癌细胞的演化和行为方式。随着癌症的希望,癌细胞耗尽资源、诱导血管构建,并挟制周围组织中的正常“支持细胞”(例如基质细胞)为己所用,从而改变了肿瘤微环境。肿瘤微环境中的这些转变可以改变癌细胞的演化和行为方式,从而形成了肿瘤生态学与癌症演化之间的反馈循环。

肿瘤微环境的转变通过两种主要方式影响癌症的希望:一是改变细胞在肿瘤内部的演化历程,二是改变癌细胞内部的基因表达。首先,差其余肿瘤微环境能够影响癌症的演化轨迹,由于它们使得其中所有细胞的生计和滋生远景都发生了转变,从而可能导致整体癌前细胞群体的演化,选择出更像癌细胞的细胞。其次,差其余生计环境能够改变细胞的基因表达状态。基因表达的这些转变会影响细胞的行为,令其在差其余环境中发生差其余心理功效。例如,低氧环境中的细胞会上调缺氧诱导因子(之以是被称为缺氧诱导因子,是由于它们的表达是由缺氧或低氧条件引起的)的表达。这些缺氧诱导因子能够改变癌细胞的行为方式,提高它们的移动能力,向血管发出信号,或者改变它们的新陈代谢状态。

肿瘤微环境方面的最早的一些研究效果解释,若是把癌细胞置于存在正常细胞的环境中,癌细胞的行为能够显示得像正常细胞一样。在正常的微环境中,这些癌细胞从邻人细胞那里获得的信号可以使它们的基因表达处于某种状态,让它们像正常细胞一样行事。癌症不仅仅与细胞内的基因突变有关,而且与它们自身所缔造并生涯于其中的微环境(例如,它们的邻人细胞是会抑制它的癌变行为,照样助桀为虐、再添一把火)是分不开的。

肿瘤微环境在控制癌症方面的中央职位也是癌症“组织结构场理论”的主要头脑,该理论最初是作为体细胞突变理论(假定癌症源于基因突变)的竞争理论而被提出来的。但这两个理论框架并非互不相容:基因突变和肿瘤微环境在肿瘤的希望历程中相互作用,它们能够抑制癌症,也能够促进癌症。

癌前细胞能够在体内站稳脚跟,通常是由于它们所处的微环境正好有利于其生长,这样的环境有时被称为肿瘤促进微环境。肿瘤促进微环境可能泛起在靠近血管或器官内激素或其他生长因子水平较高的组织区域。这些环境为癌细胞提供了可以使用的资源和生长因子。伤口和组织损伤也有助于发生肿瘤促进环境:它们都可以触发伤口愈合反映,向相邻细胞发出信号使得它们快速再生,以愈合伤口。我们在前几章中已经看到,这种愈合反映可以为癌细胞缔造一个茁壮发展的环境。伤口愈合信号是肿瘤生态学与其演化动力学之间正反馈循环的一个例子。

随着癌症的希望,肿瘤微环境也在转变。早期,癌细胞大多只是行使肿瘤微环境中所存在的资源。在癌症希望的后期,癌细胞通过演化,获得了发出新血管生长信号的能力,有助于把新的营养资源输入肿瘤环境中。这些血管可以提供氧气和营养,促进肿瘤的生长。此外,癌细胞可以“收编”与其相邻的基质细胞,让它们为自己提供生长和生计信号,确立起有利于自身增殖的据点。

在癌症的希望历程中,肿瘤微环境中发生的另一个主要转变是免疫细胞的增多。与康健组织相比,肿瘤吸引的免疫细胞往往要多得多。我们已经看到,免疫细胞有助于控制癌细胞,但有时也会被癌细胞挟制,反倒成了癌细胞的帮凶。慢性炎症是肿瘤微环境的配合特征之一。前面形貌过,癌细胞能够行使诸如伤口愈合反映历程中的信号传导系统,向免疫细胞发出信号,促使它们发生生长因子、存活因子和血管天生因子。癌细胞也可以招募调治T细胞,这些免疫细胞认真在危险消除的时刻终止免疫反映。云云,癌细胞可以行使调治T细胞珍爱自己免受免疫系统的追杀,为自己营造一个平安的生计环境。这就像癌症在操作这些调治T细胞,告诉免疫系统:“这里没什么悦目的,去其余地方看看吧”,或者“这些不是你要找的细胞”。

肿瘤微环境的所有这些方面都可以放到生态学的语境中明白:身体的生态和癌细胞的生态相互作用。这些生态历程塑造了癌细胞在体内演化的方式,也塑造了癌细胞的基因表达状态。自然界中的许多生态历程与癌症微环境中的生态历程有相似之处,包罗生态位组织、涣散演化、生命史演变,甚至公地悲剧以及其他类似的社会逆境。领会癌症给人体生态系统所带来的转变,以及癌细胞在这个生态系统中的演化方式,不只对于明白癌细胞若何演化出诱骗行为至关主要,而且对于领会肿瘤细胞若何相互互助,从而更好地让身体环境为自己所用也至关主要。

《狡诈的细胞:癌症的进化故事与治愈之道》,[美]雅典娜·阿克蒂皮斯著,李兆栋译,中信出书团体·鹦鹉螺2021年6月。

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     发布于 2021-07-29 00:00:42  回复
  • 小组赛时间:7月25日-8月2日读者小伙伴在哪里

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