癌細胞攜手求生？科學家發現阻斷新方法

紐約大學的科學家們最近發現，癌細胞在惡劣環境中會相互合作以維持生存，這項研究為癌症治療開闢了新的可能性。研究團隊指出，癌細胞會共同從周圍環境中獲取養分，這種合作機制過去被科學界忽略，但現在卻成為一個極具潛力的治療標靶。

「我們發現癌細胞之間存在一種合作互動，這種互動讓它們能夠持續增殖，」紐約大學生物學副教授卡洛斯·卡莫納-豐塔納（Carlos Carmona-Fontaine）表示。他是這篇發表於《自然》期刊的研究的資深作者。他進一步解釋：「瞭解腫瘤細胞的生存機制，將有助於未來開發更有效的治療方法。」

長期以來，科學家們已知癌細胞會爭奪養分和其他資源。隨著時間推移，腫瘤會變得越來越具侵略性，因為最強壯的癌細胞會逐漸佔據主導地位。然而，生態學家也觀察到，生物在惡劣條件下會選擇合作。例如，企鵝在極寒的冬季會緊密聚集以儲存熱能，而在溫暖的季節則不會出現這種行為。同樣地，酵母菌在面臨飢餓時也會合作尋找養分。

癌細胞同樣需要養分來生存並複製成致命的腫瘤，但它們所處的環境往往資源匱乏。那麼，癌細胞是否也會合作尋找資源呢？為瞭解答這個問題，研究人員追蹤了多種腫瘤細胞的生長情況。他們利用自行開發的機器顯微鏡和影像分析軟體，快速計算了數百種條件下數百萬個細胞的變化。這種方法讓他們能夠觀察不同密度和養分條件下的腫瘤細胞行為。

研究發現，當癌細胞缺乏胺基酸（如麩醯胺酸）時，所有測試的細胞型別都表現出強烈的合作需求，以獲取可用的養分。「令人驚訝的是，我們觀察到限制胺基酸對大群細胞有益，但對稀疏的細胞群則無效，這表明這是一種依賴於群體密度的合作過程，」卡莫納-豐塔納解釋道。「這讓我們清楚地看到，腫瘤細胞之間確實存在真正的合作。」

透過進一步實驗，研究人員發現，癌細胞的主要養分來源之一是細胞外的寡肽（由短鏈胺基酸組成的蛋白質片段）。「這種合作過程的關鍵在於，腫瘤細胞會分泌一種特殊的酶，將這些寡肽分解成遊離胺基酸，而不是直接攝取它們，」卡莫納-豐塔納說。「由於這個過程發生在細胞外，最終形成了一個共享的胺基酸池，成為所有細胞的共同資源。」

研究人員確定這種酶名為CNDP2，這是一個重要的發現。他們透過測試不同藥物來確認這種酶的作用，並發現當藥物貝司他汀（bestatin）抑制CNDP2的功能時，癌細胞無法利用寡肽，最終導致細胞死亡。接著，研究人員利用CRISPR基因編輯技術刪除了腫瘤細胞中的Cndp2基因，並觀察這些細胞在小鼠體內形成腫瘤的情況。結果顯示，缺乏Cndp2基因的腫瘤生長明顯減緩，尤其是在限制胺基酸攝取的條件下，效果更加顯著。

「由於我們移除了它們分泌酶的能力，並阻止它們利用環境中的寡肽，缺乏CNDP2的細胞無法再合作，從而抑制了腫瘤的生長，」卡莫納-豐塔納總結道。「競爭雖然對腫瘤演化和癌症進展至關重要，但我們的研究表明，腫瘤內部的合作互動同樣不容忽視。」

研究團隊希望這項發現能為癌症治療提供新的方向，特別是針對癌細胞之間的合作機制。例如，貝司他汀作為化療的輔助藥物，在日本已安全使用數十年，但單獨使用效果有限。「我們希望對這種機制的深入瞭解，能幫助我們開發出更具針對性和更有效的藥物，」卡莫納-豐塔納表示。

這項研究由美國國家癌症研究所、美國癌症協會、皮尤慈善信託基金等多個機構資助，並得到了紐約大學朗格尼醫學中心和紀念斯隆·凱特琳癌症中心的支援。