Memorial Sloan Kettering的新研究为单个癌细胞转移到大脑的生物学机制提供了新的见解。发表在2月27日的《细胞》杂志上的这项研究发现，到达大脑并成功生长成新肿瘤的肿瘤细胞会拥抱毛细血管，并表达特定的蛋白质，这种蛋白质可以克服大脑对转移性入侵的自然防御。

转移，即一些癌细胞从原肿瘤脱离并在另一个组织中扎根的过程，是人们死于癌症的最常见原因。转移性脑瘤比原发性脑癌常见十倍。

然而，大多数肿瘤细胞在大脑中扎根之前就死亡了，而大脑比大多数器官都能更好地防止循环肿瘤细胞的定植。为了在大脑中生根，癌细胞必须从其起源的肿瘤中移除，进入血液，并穿过被称为血脑屏障的密集血管。到目前为止，关于转移性脑肿瘤如何发展的研究还很少，但之前的小鼠实验显示，随着时间的推移，转移性乳腺癌细胞的成像显示，那些确实进入大脑的癌细胞中，只有不到千分之一的癌细胞存活下来。

“我们不知道为什么这么多细胞会死亡，”斯隆凯特琳研究所主任、该研究的资深作者琼·马萨古博士说。“是什么杀死了他们?”偶尔的细胞是如何在这种脆弱的状态下存活下来的——有时在大脑中隐藏多年——最终产生新的肿瘤?是什么让这些罕见的细胞存活下来，它们藏在哪里?”

在Cell研究中，Massagu博士和他的同事Manuel Valiente博士以及其他团队成员发现，在乳腺癌和肺癌(两种经常扩散到大脑的肿瘤类型)的小鼠模型中，许多进入大脑的癌细胞被星形胶质细胞杀死。这些杀手细胞是最常见的脑细胞类型，分泌一种叫做Fas配体的蛋白质。

当癌细胞遇到这种蛋白质时，它们就会被触发自我毁灭。特殊的癌细胞通过产生一种叫做Serpin的蛋白质来逃离星形胶质细胞，这种蛋白质可以作为一种解毒剂，对抗附近星形胶质细胞向它们发射的死亡信号。

在对小鼠大脑中的转移细胞进行成像后，研究人员注意到，能够存活的细胞生长在毛细血管的顶部，每个细胞都紧紧地贴在血管上，“就像熊猫抱着树干一样，”马萨古博士说。他们发现肿瘤细胞产生一种蛋白质，这种蛋白质像魔术贴一样将细胞附着在血管的外壁上。

“拥抱显然是必不可少的，”马萨古博士解释说。“如果肿瘤细胞脱离血管，它就会被附近的星形胶质细胞杀死。通过留在血管上，它得到了营养和保护，最终可能开始分裂，在血管周围形成鞘。”

在显微镜下，研究人员观察到毛细血管周围的癌细胞鞘长成小球，最终变成肿瘤。马萨古博士说:“一旦你看到它，你就永远不会忘记这张照片。”

这项研究发现的肿瘤细胞存活因子可能有一天会被药物靶向，以进一步降低人们转移的风险。马萨古博士对肿瘤细胞拥抱血管的能力特别感兴趣，因为他怀疑这种行为可能对转移性癌细胞的生存至关重要，不仅在大脑中，而且在身体其他可能发生转移性肿瘤生长的部位。

“大多数癌症患者实际上都有肿瘤扩散到多个部位的风险，”马萨古博士指出。例如，乳腺癌可以转移到骨骼、肺部和肝脏，也可以转移到大脑。他补充说:“我们可能正在寻找的是一种未来的方法，通过药物使肿瘤细胞释放它们附着的血管，同时防止肿瘤转移到多个器官。”