癌细胞使用触手从免疫细胞中吸出线粒体

2022-04-11

乳腺癌细胞和免疫细胞之间的纳米管

左: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 细胞到达癌细胞。线粒体中的 DNA 用蓝色染料标记。信用:自然纳米技术 doi:10.1038/s41565-021-01000-4

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借助纳米技术的力量,研究人员发现癌细胞通过形成纳米管来增强细胞,这些纳米管用于将线粒体从免疫细胞中吸出。

为了生长和扩散,癌细胞必须逃避免疫系统。布莱根妇女医院和麻省理工学院的研究人员利用纳米技术的力量发现了一种新的方法,通过伸出纳米级的触手,癌症可以解除其潜在的细胞攻击者的武装,这种触手可以伸入免疫细胞并拉出其电源组。吸出免疫细胞的线粒体会激活癌细胞并耗尽免疫细胞。发表在Nature Nanotechnology上的新发现可能会为开发下一代抗癌免疫疗法带来新的目标。

“当免疫系统受到抑制并且癌细胞能够转移时,癌症就会杀死,而且纳米管似乎可以帮助它们做到这两者,”通讯作者、布里格姆工程治疗中心的联合主任 Shiladitya Sengupta 博士说。“这是癌细胞逃避免疫系统的一种全新机制,它为我们提供了一个新的目标。”

为了研究癌细胞和免疫细胞如何在纳米级水平相互作用,Sengupta 及其同事进行了实验,在这些实验中,他们共同培养了乳腺癌细胞和免疫细胞,例如 T 细胞。使用场发射扫描电子显微镜,他们瞥见了一些不寻常的东西:癌细胞和免疫细胞似乎通过细小的卷须物理连接,宽度大多在 100-1000 纳米范围内。(相比之下,人的头发大约为 80,000 到 100,000 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,并观察亮绿色的线粒体被拉出免疫细胞,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,”工程治疗中心首席研究员、共同通讯作者 Hae Lin Jang 博士说. “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过。这是一个艰巨的项目,因为纳米管很脆弱,我们必须非常轻柔地处理细胞以免破坏它们。”

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然后,研究人员想看看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入用于研究肺癌和乳腺癌的小鼠模型中时,他们发现肿瘤生长显着减少。

“癌症免疫疗法的一个目标是找到可以改善结果的疗法组合,”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抑制剂可以与癌症免疫疗法结合使用,并测试它是否可以改善患者的预后。”

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