擒賊先擒王,談癌幹細胞化療抗性

CSC.jpg

 

本篇所要談的是「癌幹細胞Cancer stem cells (CSCs)」在腫瘤中所扮演的角色,以及對於癌症治療的影響。在一個腫瘤中,每一個癌細胞往往都具有獨特的外觀型態與不同的功能屬性,這便是「腫瘤的異質性(tumor heterogeneity)」。好比在一個匪窩中,每個土匪的外表不盡相同,具有不同的專長技能並各司其職,而癌幹細胞就如同匪窩中的大王,不但具有頑強的生命力,也受到所處環境與手下匪徒完善的保護,即使匪徒們通通都死絕了,只要大王不死便能夠東山再起。

 

關於腫瘤異質性的來源,最為普遍的觀點便是來自癌幹細胞,他們是腫瘤中一小群具有無限「自我新生(self-renew)」能力的細胞,與幹細胞類似,可以經由細胞分裂,分化出不同外觀與功能的細胞群,並具有高度的「致瘤性(tumorigenic)」,能夠在短時間內快速的分裂出新的癌細胞,也能夠長期的潛伏,待時機成熟後再一次大量分裂出新的癌細胞,這些都是使得化放療之所以往往未有完全治癒癌症的主因之一。即使大部分的癌細胞可以被殺滅,但只要癌幹細胞能夠存活下來,便隨時會再次復發。

 
更多請參考:翻轉吧 癌症

 

1463387759-310242114.jpg

 

癌幹細胞對於多種化療藥物的抵抗性

 

在諸多有關於癌幹細胞的臨床及實驗研究顯示,其對於乳腺癌、結腸癌、肺癌、肝癌、腦癌、胰腺癌、卵巢癌、前列腺癌及白血病等多種癌症類型,在化療藥物使用上的抗性,例如:順泊治療(cisplatin)、紫杉醇(paclitaxel)、阿黴素(doxorubicin)、伊馬替尼(imatinib)、帝盟多(temozolomide),醫百幸(etoposide)等。

 

癌幹細胞抵抗化療藥物的方式

 

癌幹細胞會大量表現以下三種蛋白質,來幫助自身抵抗化療藥物並存活下來:
1. 抗凋亡蛋白(anti-apoptotic proteins):正常細胞之所以會死亡,是由於「凋亡蛋白」的存在,能夠讓細胞進入一種程序性的死亡階段,使得細胞自然地老化凋亡,而抗凋亡蛋白則可以抑制此一程序的發生,避免細胞死亡。
2. DNA修復酵素(DNA repair enzymes):由於化療藥物的作用機制多半是在細胞分裂的過程中,將有毒的藥物分子嵌入合成中的DNA,導致癌細胞無法順利繼續分裂,而DNA修復酵素則可以幫助修復壞掉或是錯誤的DNA,使得癌幹細胞的細胞核中經過藥物影響的基因可以順利地被修復,進而繼續產生細胞生長與分裂等所需之蛋白質。
3. ATP-binding cassette (ABC) transporters:這是一種需要ATP能量來啟動的運輸蛋白,使許多藥物經過吸收後又再度被排出細胞外,基本上是使細胞對於化療藥物產生抗藥性的一種關鍵機制,能夠以最直接也是最有效的方式來降低癌細胞內的藥物濃度。

 

 

 

更多請參考:翻轉吧 癌症

 

更多詳見

【翻轉吧癌症】粉絲團:https://www.facebook.com/overturncancer/
【翻轉吧癌症】網站: https://goo.gl/lL5G6l
【翻轉吧癌症】部落格 :https://goo.gl/rexAI8

你也許會喜歡以下文章

膠質母細胞瘤,逆轉腦部免疫細胞的作用機制

多型性神經膠母細胞瘤 (惡性腦腫瘤) 細胞。
這種細胞呈現出不規則的手指形狀,可向腦部擴散。

神經膠質瘤(glioma)是異常增生的膠質細胞(glial cells)所產生的常見腦部原發性腫瘤(primary brain tumor),大量的小膠質細胞(microglia)的侵入是神經膠質瘤的特徵。其中,膠質母細胞瘤(Glioblastomas)是腦部腫瘤中最為惡性的一種,由於腫瘤細胞會侵犯周圍健康的腦部組織,因此難以透過手術來移除。
>>>相關資訊請點

在主導腦部發炎的反應中,可分為兩個部分,第一是細胞所主導的發炎反應,像是小膠質細胞(microglia)、星狀膠細胞(astrocyte)的活化以及白血球的反應。第二則是以分子層級做為媒介來促使發炎反應的產生,像是化學激素、生物激素、前列腺素、蛋白分解酶以及活性氧基等媒介的反應。其中,小膠質細胞是中樞神經系統的一種免疫巨噬細胞,當中樞神經系統受損或發生神經退化性疾病,小膠質細胞會被活化,產生大量的促發炎介質,進而擴大發炎反應,影響神經的再生。

先前的研究證實,神經膠質瘤周圍所分泌的趨化因子可能在引發小膠質細胞的活化中扮演重要角色,並調節腫瘤的生成。而膠質母細胞瘤也會對大腦的免疫細胞─小膠質細胞(microglia)產生影響,導致這些免疫細胞刺激腫瘤細胞的生長,而非去攻擊腫瘤細胞。接下來,我們針對這個過程背後的機制及其相關的研究進行探討。

小膠質細胞的促發炎活化反應是由一組酵素蛋白所控制,稱為凋亡蛋白酶(Caspase),Capases在細胞凋亡的啟動與完成的過程中起到相當重要的作用,是細胞凋亡的執行者,決定了細胞凋亡的形態變化與生物化學變化。依據其結構與功能的不同可分為三種:
第一,Caspase-2,-8,-9,-10與細胞凋亡的啟動有關。
第二,Caspase-3,-6,-7主要與細胞凋亡的最終執行有關。
第三,Caspase-1,-4,-5,-14與細胞凋亡的關係並不密切,主要是與發炎訊號的產生以及免疫的調節有關。

神經膠質瘤細胞與小膠質細胞之間的作用機制及Caspase-3活性對於細胞腫瘤的影響

在近期的一項研究中,研究人員便根據上述Caspase控制小膠質細胞的活化機制,來尋求癌細胞是否也有透過某種類似的機制作用於小膠質細胞。藉由將小膠質細胞與神經膠質瘤細胞共同培養後,他們發現由神經膠質瘤所誘發的小膠質細胞轉化反應會伴隨著小膠質細胞Caspase-3基礎活性的下降,並透過抑制硫氧還蛋白-2(thioredoxin-2是存在於細胞粒線體的一種氧化還原蛋白)的活性來增加與粒線體相關Caspase-3蛋白質亞硝基化(S-nitrosylation)反應,而被抑制的Caspase-3會調節小膠質細胞在支持腫瘤細胞的功能,造成小膠質細胞去刺激腫瘤細胞的生長而非去攻擊腫瘤細胞。
>>>蛋白質亞硝基化是一種發生在蛋白質中的半胱胺酸(一種胺基酸)上的硫原子,其接上一氧化氮(NO)分子的作用即是亞硝基化作用,並且會影響細胞調節功能與細胞訊息的傳遞。

此外,神經膠質瘤細胞會藉由「一氧化氮合成酶2 (NOS2)」的活化,來迫使小膠質細胞去修飾Caspase-3在這些細胞中形成一種腫瘤促進的形式。當研究人員從患有膠質母細胞瘤的實驗小鼠中,抑制神經膠質瘤細胞的NOS2蛋白的表現後,發現小膠質細胞與神經膠質瘤細胞之間的結合與腫瘤擴增的效應降低。另外,將Caspase-3從小膠質細胞中移除之後,發現到腫瘤生長得更加快速。因此,從這項研究結果中,我們可以了解到膠質母細胞瘤與小膠質細胞之間的訊號機制,對於腫瘤的生長具有相當重大的影響。

*本篇文章僅為醫療文章探討,不可作為醫療指導。請尊重智慧財產權,如需引用請註明出處。

Reference
[1] Xianli Shen, Miguel A. Burguillos, Ahmed M. Osman, Jeroen Frijhoff, Alejandro Carrillo-Jimenez, Sachie Kanatani, Martin Augsten, Dalel Saidi, Johanna Rodhe, Edel Kavanagh, Anthony Rongvaux, Vilma Rraklli, Ulrika Nyman, Johan Holmberg, Arne Ostman, Richard A. Flavell, Antonio Barragan, Jose Luis Venero, Klas Blomgren, and Bertrand Joseph, ‘Glioma-Induced Inhibition of Caspase-3 in Microglia Promotes a Tumor-Supportive Phenotype’, Nat Immunol, advance online publication (2016).
[2] Dolores Hambardzumyan, David H. Gutmann, and Helmut Kettenmann, ‘The Role of Microglia and Macrophages in Glioma Maintenance and Progression’, Nat Neurosci, 19 (2016), 20-27.

圖片來源:mayoclinic

原文出處:goodknowledge

 

看更多知識與服務請點選

【知識就是力量】粉絲團:https://www.facebook.com/blesslovehealth/

【知識就是力量】官方網站: http://www.goodknowledge.com.tw/
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
💡知識就是力量也有line個人健康管理小幫手囉!!
💡最新健康資訊 即時服務,加入來提升您的公衛健康知識!! 💪💪
💡ID加入: goodknowledge
💡掃描加入: http://line.me/ti/p/gopgRGOMvh

你也許會喜歡以下文章

吃核桃可改變腸道菌群與減少癌症生長

《癌症預防研究》的期刊中,有一項新的研究發現:『經常吃核桃可改變腸道菌群,並抑制結腸癌的發生。』實驗指出,小鼠在攝取含有7~10.5%總熱量的核桃後,結腸癌發生率有所下降,尤其對於雄性小鼠的效果最為顯著。當給予小鼠餵食核桃作為類似於美國典型飲食型態的一部分時,顯示出減少了2.3倍的腫瘤發生率,相當於人類一天吃了約一盎司(約為30克)核桃的量。

研究人員聲稱,這項研究結果首次顯示出攝取核桃可以減少結腸腫瘤的發生,並且已有許多研究證據顯示吃核桃可能提供許多與健康有關的益處,像是癌症。核桃可能也扮演著「益生菌」的角色來促使結腸健康,這也提供了結腸對抗腫瘤的一種保護。

核桃本身就充滿了許多已知的重要營養物質,像是含有大多數常見食用堅果中的「多不飽和脂肪酸」與「最低的ω-6脂肪酸:ω-3脂肪酸比值」以及具有許多抗癌活性型態的維生素E。
>>>ω-3(Omega-3)與ω-6(Omega-6)都是屬於必需脂肪酸的多元不飽和脂肪酸,必須由食物中取得,無法在人體內自行合成。先前的醫學研究指出,超過一定含量的ω-6脂肪酸:ω-3脂肪酸的比值,可能會增加一些疾病的發生率,由於ω-6脂肪酸與ω-3脂肪酸會搶著使用同一種限速酶(許多代謝反應中的重要酵素),因此過量的ω-6脂肪酸會干擾ω-3脂肪酸對於人體健康的益處,導致許多疾病的產生,像是血栓與發炎等。(一般現代西方飲食兩者之間的比值通常超過 10比1,有的甚至高達30比1)

※ω-3脂肪酸的益處增加細胞膜彈性、降低血壓、三酸甘油脂及低密度膽固醇,有助於預防心血管疾病、減輕發炎反應、抑制腫瘤生長等,也可作為「血小板抑制劑」,避免血小板在冠狀動脈和其他地方形成血塊。

核桃不僅可能是有助於對抗結腸癌的天然食品,其他研究也指出,核桃也許能夠抵抗與飲食及生活習慣有關的疾病,包括心臟疾病、糖尿病與神經系統疾病等。

實驗過程中,研究人員給予小鼠餵食兩種不同的飼料,來測試核桃對於癌症預防的特性。其中一組小鼠給予標準實驗老鼠的飼料,另一組則給予典型西方飲食型態的飼料,兩組實驗組都有額外給予核桃的補充。實驗發現,餵食西方飲食的雄性小鼠在加量攝取至10.5%總熱量的核桃後,與未有餵食核桃的小鼠比較起來,顯示出在結腸腫瘤上的最大量的減少。

為了瞭解其原因,研究人員從實驗小鼠中取出排泄物的樣本,並分析居住在牠們消化道內的菌群,進而發現在攝取核桃後,傾向於促使腸道菌群,朝著具有對抗癌症的潛在保護菌叢態的形態變化。而中間的過程是如何運作的目前還尚未清楚,但仍有線索可循。舉例來說,先前研究顯示一些腸道細菌能夠將纖維質轉化為具有抗發炎性質的物質,可以減少腫瘤的發生。

在微生物組分析中也反映出雄性與雌性之間的差異,飲食上未有攝取核桃的雄性傾向於擁有相較於雌性來說較少的腸道菌群多樣性。在添加核桃到雄性小鼠的飼料後,使得他們的腸道菌群更接近於那些餵食任一組飲食試驗的雌性小鼠,而這樣的變化在雄性小鼠中是否有助於腸道的保護作用仍有待確定。因為這些試驗目前只在小鼠中進行,在核桃能夠被明確地舉薦為一種預防癌症的試劑之前,更多的測試還需要在人體試驗上長期進行才能確立。

*本篇文章僅為醫療文章探討,不可作為醫療指導。請尊重智慧財產權,如需引用請註明出處。

Reference
[1] Masako Nakanishi, Yanfei Chen, Veneta Qendro, Shingo Miyamoto, Erica Weinstock, George M. Weinstock, and Daniel W. Rosenberg, ‘Effects of Walnut Consumption on Colon Carcinogenesis and Microbial Community Structure’, Cancer Prevention Research, 9 (2016), 692-703.
[2] William E. M. Lands, ‘Dietary Fat and Health: The Evidence and the Politics of Prevention: Careful Use of Dietary Fats Can Improve Life and Prevent Disease’, Annals of the New York Academy of Sciences, 1055 (2005), 179-92.
[3] Simopoulos, Artemis P. Importance of the ratio of omega-6/omega-3 essential fatty acids: evolutionary aspects. World Review of Nutrition and Dietetics. World Review of Nutrition and Dietetics (Karger). September 2003, 92 (Omega–6/Omega–3 Essential Fatty Acid Ratio: The Scientific Evidence): 1–174.

圖片來源
[1] nutritionreview
[2] narlabs
[3] realfoodforager

點此看更多相關資訊

1. 《維生素A可能有助於提升胰腺癌化療效用》

2. 《淺談小細胞肺癌的化療抗性主因》

3. 腫瘤缺氧所引發的惡性化發展機制》

 

看更多知識與服務請點選

【知識就是力量】粉絲團:https://www.facebook.com/blesslovehealth/

【知識就是力量】官方網站: http://www.goodknowledge.com.tw/
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
💡知識就是力量也有line個人健康管理小幫手囉!!
💡最新健康資訊 即時服務,加入來提升您的公衛健康知識!! 💪💪
💡ID加入: goodknowledge
💡掃描加入: http://line.me/ti/p/gopgRGOMvh

你也許會喜歡以下文章