血管鄰近性決定腫瘤內代謝分帶及由此產生的表型多樣性

2020-12-06 科學網

血管鄰近性決定腫瘤內代謝分帶及由此產生的表型多樣性

作者：

小柯機器人

發布時間：2019/7/31 10:38:40

以色列希伯來大學Eli Keshet團隊在研究中取得進展。他們的最新研究揭示了血管鄰近性決定的腫瘤內的代謝分帶和由此導致的表型多樣性。相關論文發表在2019年7月出版的《細胞—代謝》雜誌上。

該研究組利用一種方法，能夠根據腫瘤細胞與血管(BVs)的相對距離對功能齊全、無基質的腫瘤細胞進行追溯分類，從而揭示受到血管鄰近性影響的全基因圖譜、代謝圖譜和生物學特性圖譜。在移植的小鼠腫瘤和天然人膠質母細胞瘤(GBM)中，mTOR的活性都局限於離灌注血管最近的幾層細胞。在這一血管周圍層內的癌細胞以旺盛的合成代謝為特徵，並通過運用大量的氧化磷酸化來違背Warburg原理。血管周圍癌細胞獲得的功能特徵包括：增強的致瘤性、優越的遷移或侵襲能力，以及意料之外的特殊的化療和放射耐藥性，這些都依賴於mTOR。綜上所述，該研究揭示了一個以前未被認識的現象：分級代謝分帶直接影響多種侵襲性腫瘤特徵的獲得。

據了解，腫瘤細胞分別暴露於血源性因子或血管分泌因子時，會形成不同的代謝微環境，有利於非遺傳性腫瘤細胞的多樣化。


Title: Intra-Tumoral Metabolic Zonation and Resultant Phenotypic Diversification Are Dictated by Blood Vessel Proximity

Author: Saran Kumar, Husni Sharife, Tirzah Kreisel, Maxim Mogilevsky, Libat Bar-Lev, Myriam Grunewald, Elina Aizenshtein, Rotem Karni, Iddo Paldor, Tomer Shlomi, Eli Keshet

Issue&Volume:Volume30 Issue1

Abstract: Differential exposure of tumor cells to blood-borne and angiocrine factors results in diverse metabolic microenvironments conducive for non-genetic tumor cell diversification. Here, we harnessed a methodology for retrospective sorting of fully functional, stroma-free cancer cells solely on the basis of their relative distance from blood vessels (BVs) to unveil the whole spectrum of genes, metabolites, and biological traits impacted by BV proximity. In both grafted mouse tumors and natural human glioblastoma (GBM), mTOR activity was confined to few cell layers from the nearest perfused vessel. Cancer cells within this perivascular tier are distinguished by intense anabolic metabolism and defy the Warburg principle through exercising extensive oxidative phosphorylation. Functional traits acquired by perivascular cancer cells, namely, enhanced tumorigenicity, superior migratory or invasive capabilities, and, unexpectedly, exceptional chemo- and radioresistance, are all mTOR dependent. Taken together, the study revealed a previously unappreciated graded metabolic zonation directly impacting the acquisition of multiple aggressive tumor traits.

DOI: https://doi.org/10.1016/j.cmet.2019.04.003

Source: https://www.cell.com/cell-metabolism/fulltext/S1550-4131(19)30187-1

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