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细胞侵袭与转移的关系:关键分子通路及治疗靶点研究

2025-05-22 17:02:22

来源/作者:普拉特泽-生物医学整体课题外包平台

    肿瘤侵袭与转移是癌症致死的主要原因,其过程涉及细胞突破基底膜、降解细胞外基质(ECM)、进入循环系统并在远端器官定植。这一复杂过程的分子机制近年来逐渐被揭示,普拉特泽生物为广大生命科学研究人员提供细胞侵袭实验,可根据实方案的要求选择不同的检测方法,本文就跟大家一起继续探究细胞侵袭实验细胞侵袭与转移的关系。


              一、细胞侵袭与转移:密不可分的病理过程

细胞侵袭是指细胞突破基底膜和细胞外基质,向周围组织迁移的过程;而细胞转移则是侵袭后的细胞进入循环系统,在远处器官定植并形成新肿瘤灶的过程。简单来说,侵袭是转移的前奏,为转移提供 “先遣部队”。肿瘤细胞只有先具备侵袭能力,突破原发肿瘤的组织屏障,才能进入血管或淋巴管,进而随着循环系统扩散到身体其他部位 ,最终形成转移瘤。例如,乳腺癌细胞通过侵袭乳腺组织基底膜,进入淋巴管或血管,随后在骨骼、肺部等远处器官形成转移灶,导致病情恶化。

                                    二、驱动细胞侵袭与转移的关键分子通路

(一)上皮 - 间质转化(EMT)通路

上皮 - 间质转化在细胞侵袭与转移中扮演着核心角色。正常上皮细胞具有极性和紧密连接特性,但在肿瘤微环境中,TGF - β、EGF 等细胞因子的刺激下,细胞会发生 EMT 过程。在此过程中,上皮细胞标志性蛋白 E - 钙黏蛋白表达下调,细胞极性丧失,获得间质细胞特性,如迁移和侵袭能力增强。
同时,EMT 还能激活 Snail、Slug 等转录因子,进一步调控下游基因,促进细胞外基质降解和细胞迁移 。

(二)基质金属蛋白酶(MMPs)通路

细胞外基质是细胞迁移的物理屏障,而基质金属蛋白酶能够特异性降解细胞外基质成分,为细胞侵袭开辟道路。其中,MMP - 2 和 MMP - 9 是研究最为广泛的两种酶。MMP - 2 可降解 IV 型胶原蛋白,MMP - 9 除了降解胶原蛋白外,还能作用于明胶等成分。
肿瘤细胞通过上调 MMPs 的表达,破坏基底膜和细胞外基质结构,使得肿瘤细胞能够顺利穿透组织屏障,发生侵袭与转移。

(三)Rho 家族 GTP 酶通路

Rho 家族 GTP 酶(包括 Rho、Rac、Cdc42 等)是细胞骨架动态调节的关键分子。它们通过激活下游信号通路,调节肌动蛋白的聚合和解聚,从而影响细胞的形态变化和迁移能力。当 Rho 家族 GTP 酶被激活时,能够促使细胞形成伪足,推动细胞向前迁移。
在肿瘤细胞中,Rho 家族 GTP 酶的异常激活会导致细胞侵袭和转移能力增强 。

(四)PI3K - Akt 通路

PI3K - Akt 通路是细胞内重要的信号传导通路,参与细胞的增殖、存活、迁移等多种生物学过程。在肿瘤细胞侵袭与转移中,该通路的激活能够增强细胞的运动能力,同时抑制细胞凋亡,使得肿瘤细胞更容易发生侵袭和在远处定植。此外,PI3K - Akt 通路还能与其他通路相互作用,协同促进肿瘤的进展 。

三、基于分子通路的肿瘤治疗靶点研究

(一)针对 EMT 的治疗靶点

由于 EMT 在肿瘤侵袭与转移中的关键作用,靶向 EMT 过程成为潜在治疗策略。研发能够抑制 TGF - β 信号传导的药物,或干扰 Snail、Slug 等转录因子功能的抑制剂,可阻断 EMT 进程,降低肿瘤细胞的侵袭能力。
例如,一些小分子化合物能够特异性结合 Snail 蛋白,抑制其与 DNA 的结合,从而阻止 EMT 相关基因的表达 。

(二)MMPs 抑制剂的开发

针对基质金属蛋白酶,科学家们一直在致力于开发 MMPs 抑制剂。早期的广谱 MMPs 抑制剂因副作用较大而受限,如今,研究人员正转向开发特异性高、副作用小的 MMP - 2 和 MMP - 9 抑制剂。例如,某些肽类抑制剂能够与 MMPs 活性位点特异性结合,抑制其酶解活性,从而阻止细胞外基质降解,抑制肿瘤细胞侵袭。

(三)Rho 家族 GTP 酶调节剂

调节 Rho 家族 GTP 酶的活性也是潜在治疗方向。通过开发能够抑制 Rho 家族 GTP 酶激活的药物,或干扰其下游信号传导的抑制剂,可降低肿瘤细胞的迁移和侵袭能力。目前,一些小分子抑制剂和抗体药物正在临床试验中评估其对肿瘤转移的抑制效果 。

(四)PI3K - Akt 通路阻断剂

针对 PI3K - Akt 通路,已经有多种靶向药物进入临床研究,如 PI3K 抑制剂和 Akt 抑制剂。这些药物能够阻断该通路的信号传导,抑制肿瘤细胞的存活和迁移,从而减少肿瘤转移的发生。部分 PI3K - Akt 通路阻断剂已在乳腺癌、前列腺癌等肿瘤治疗中展现出一定疗效 。

细胞侵袭与转移是肿瘤恶性进展的关键环节,其背后复杂的分子通路为肿瘤治疗提供了丰富的靶点。
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