腫瘤轉移是結直腸癌 (CRC) 患者的常見死亡原因。此外，循環(huán)腫瘤細胞 (CTCs) 與腫瘤轉移密切相關，已成為預測腫瘤復發(fā)和患者死亡率的重要生物標志物。盡管大多數(shù) CTCs 會在循環(huán)中死亡，但仍有大約 0.1% 的 CTCs 設法作為傳播種子而存活，并最終復發(fā)。因此，探索 CTCs 的生物學特性，了解讓 CTCs 存活的因素，有利于消除這些隱藏的威脅，防止腫瘤轉移。

活細胞繼續(xù)感知并響應機械力，機械力是細胞存活和功能的重要調節(jié)器。層流剪切應力 (LSS) 是最關鍵的機械力之一，是液體在細胞表面流動時所產生的摩擦力。LSS 對 CTCs 產生持久影響，但關于 LSS 在 CTCs 中是如何感知和轉導的尚不清楚。一項新的研究表明，乳腺癌細胞表面的機械敏感 PANX1 通道可以響應 LSS 刺激并促進 CTCs 的存活。此外，癌細胞能夠以 lamin A/C 依賴的方式在高剪切應力脈沖下存活。但是，由于 LSS 和 CTC 存活率數(shù)據的稀缺性和矛盾性，這需要更多的研究。

機械轉導分子具有感知和轉換各種機械力的能力，可以將物理刺激轉化為生物信號。據報道，作為一種新的 LSS 反應分子，無調性 bHLH 轉錄因子 8 (ATOH8) 在內皮細胞中由 10 dyn/cm2 的 LSS 誘導。此外，ATOH8 還參與了多個生物學過程的機械因素調控，包括血管生成、骨骼肌形成和胚胎發(fā)育。在以往的研究中，ATOH8 在腫瘤中的表達具有異質性，其作為抑癌基因或促癌基因的作用仍存在爭議。簡而言之，ATOH8 的作用及其在 CRC 進展中感知 LSS 的能力值得進一步研究。

基于此，南方醫(yī)科大學南方醫(yī)院腫瘤科、中山大學第一附屬醫(yī)院胃腸外科中心等領域的專家學者進行了深入研究，于

實驗將暴露于 0–20?dyn/cm2 生理 LSS 的懸浮細胞定義為模擬循環(huán)腫瘤細胞 (m-CTC)，并在相關實驗中將其用作 CTC 的替代品。

首先將 CRC 細胞系 LoVo 和 SW480 懸浮細胞加載到剪切應力裝置中，檢測 LSS 響應分子 ATOH8 的表達。在大小梯度 (0、5、10、20 dyn/cm2；30 min) 和時間梯度 (10 dyn/cm2；0、15、30、60 min) 剪切應力刺激后，免疫熒光分析、定量聚合酶鏈反應 (qPCR) 和蛋白質印跡 (WB) 結果同時顯示，表明 ATOH8 在CRC m-CTCs 中的表達水平和核定位均升高（圖1 a-f）。施加 LSS 15min后，CRC m-CTCs 中 ATOH8 的 mRNA 水平明顯增加，并在 4 h 左右達到最大值。

為了進一步研究 ATOH8 在體內對 LSS 的反應，研究人員采集了外周血樣本并進行 CTC 評估。數(shù)據表明 CRC CTC 中的 ATOH8 表達對LSS 敏感?？傊?，結果表明，LSS 可以觸發(fā) m-CTCs 中 ATOH8 的上調，這可能影響結直腸癌的血行轉移和預后。

進一步的實驗發(fā)現(xiàn)， ATOH8 分別有效地促進了細胞遷移和侵入能力。此外，在懸浮的 LoVo 和 SW480 細胞中，檢測到抑制 ATOH8 對細胞凋亡的影響，而在 ATOH8 過表達組中細胞周期沒有顯著變化。上述數(shù)據表明 ATOH8 過表達可能通過抑制死亡而不是促進增殖來增加 CTCs 的數(shù)量?？傊w外和體內實驗數(shù)據表明，通過表達ATOH8 的 m-CTCs 具有*的抵抗死亡的能力，并在 CRC 轉移中發(fā)揮重要作用。

接下來，實驗證實了ATOH8 通過 HK2 介導的糖酵解促進 CRC m-CTCs 存活。此外，實驗觀察到 LSS 驅動的 ATOH8 的分子可塑性促進了 m-CTC 的存活。新出現(xiàn)的證據表明，細胞因子的分泌有助于 LSS 相關的機械轉導。生物信息學分析表明，血管內皮生長因子（VEGF）是由 LSS 刺激的內皮細胞（GSE13712和GSE52211）分泌的。

因此，實驗研究了 CRC 細胞中的細胞因子和細胞因子受體的水平，發(fā)現(xiàn) LSS 顯著上調了 VEGF。與 ATOH8 一致，通過 LSS 施加強度和持續(xù)時間的逐漸增加，在兩種 CRC m-CTCs 中均觀察到 VEGF 的上調和其分泌的增加。值得注意的是，以往文獻表明，當人脫落的乳牙暴露于 4 dyn /cm2 的剪切應力約 4h 時，VEGF 分泌逐漸達到平臺期，這與 CRC m-CTCs 中 ATOH8 mRNA 的變化趨勢相似。

事實上，在 VEGF 處理的懸浮 CRC 細胞中，實驗檢測到較少的 ROS 積累和失巢凋亡。同時，VEGF 提高了 CRC m-CTCs 的細胞活力，無論是活細胞還是死細胞實驗都可以看出。這些結果表明 CRC m-CTCs 的自分泌 VEGF 可能有助于 LSS 誘導的 ATOH8 上調和細胞存活的變化。隨后，研究人員證實了該假設。

總之，這些發(fā)現(xiàn)表明 ATOH8 介導的促進 CRC m-CTC 存活的部分取決于 LSS 誘導的自分泌VEGF 信號。VEGF 通過與 CRC 細胞中的 VEGF 受體 2 (VEGFR2) 結合發(fā)揮作用，同樣，目前的研究結果表明，VEGFR2在暴露于 LSS 的 CRC m-CTC s中上調。隨后，實驗證實， VEGFR2 相對負責 CRC 細胞中 VEGF 介導的ATOH8 上調。

AKT 和 ERK 信號通路都位于 VEGFR2 的下游，據報道它們與細胞存活有關。然而，目前尚不清楚 AKT 或 ERK 信號是否與 VEGF / VEGFR2 / ATOH8 軸誘導的 CTC 存活有關。最后，實驗發(fā)現(xiàn)，VEGF 通過選擇性激活 VEGFR2-AKT 信號來上調 ATOH8，這對于理解和靶向 m-CTC 存活的潛在機制具有重要意義。

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