台大醫學系團隊捕獲癌細胞轉移機制

台大醫學系團隊捕獲癌細胞轉移機制
台灣大學醫學系教授黃韻如與團隊鑽研5年,發現基因體在癌細胞潛移過程中的多元機制,成果登上國際期刊《基因體生物學》。(圖/台大提供)

癌細胞的轉移是現今癌症治療最具挑戰性的課題,提早預測可對患者更精準及時治療。台灣大學醫學系教授黃韻如與團隊歷時5年研究,突破傳統單一判斷,從基因體結構出發,利用「高維度捕獲染色質構象技術」(Hi-C),發現基因體在癌細胞潛移過程中的多元機制,研究結果可望提升癌症及時的診斷與治療效率,已發表於國際知名期刊《基因體生物學》(Genome Biology)。

過去研究試圖以特定基因的表現來預測癌細胞的轉移,但傳統以單一判斷方式卻常遇到見樹不見林的困境,或是無法靈活應對腫瘤常有的個體差異性問題。

黃韻如團隊利用特殊技術,首次開發出單細胞Hi-C的方法,並藉此觀察癌細胞的異質性,單就分析第2號或第10號染色體的立體結構變化,就足以初步預測是否具有易轉移特性的癌細胞,判斷腫瘤是否容易產生遠端轉移。

透過Hi-C觀察,黃韻如團隊發現,當癌細胞準備轉移時,會產生上皮-間質細胞轉型(epithelial-mesenchymal transition, EMT),從排列緊密、不易移動的「上皮型」細胞轉化成間質型癌細胞,細胞的排列會轉為鬆散且利於細胞爬行。

過程中,「純上皮」細胞會先降低上皮型基因表現,形成稍不緊密「類上皮」細胞;再進一步便促進間質基因表現,細胞轉而形成爬行能力較強的「類間質」細胞,藉此逐步提升細胞侵襲周邊組織的能力,達到癌症轉移的目的。過去認為此轉化是某時間點直接發生,但其實是利用截然不同的調控規則及機轉來改變染色體所達成的。

黃韻如表示,研究觀察到,較無轉移能力的「純上皮」癌細胞,會關閉上皮基因表現,再針對局部區塊拉封鎖線,關起上皮分化的門,但不改變基因體大環境結構,接著再進一步開啟間質基因表現,將整個基因體結構舒展,讓諾大的DNA更容易遇見彼此,打開互動的窗,最終成為具高侵襲及轉移能力的「純間質」癌細胞。

台大指出,此重大發現不僅成功開創一條新途徑來破譯EMT調控背後的複雜性,更提供未來從基因結構預測腫瘤發展的新方向,進而提升癌症及時的診斷與治療效率。

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