摘要：通過轉基因技術構建的斑馬魚將特異性黑色素瘤細胞系與基因敲除的透明斑馬魚相結合，本研究為我們揭示了黑色素瘤細胞在轉移擴散期間的分化發生情況，而這將有助于研究人員鑒別出新型的可用作靶向藥物開發的靶點。

癌癥的主要特點表現為細胞不受控制地生長，但如果這種失控生長僅僅是癌細胞所表現出的問題的話，那么在很多病例中利用外科手術的方法就能夠輕松對癌癥患者進行治療。然而讓癌癥變得如此危險的原因就是癌細胞會入侵機體其它組織，即遷移到機體中的其它正常區域中，當然轉移性的黑色素瘤也是一種非常惡性且難以進行治療的癌癥。

通過對黑色素瘤樣本進行檢測分析，研究人員就發現某些細胞最初僅會表現出一定的增殖特性，而有些卻具有侵襲性且會發生遷移，如今研究人員知道某些細胞可以在上述兩種行為之間不斷切換，換句話說，就是細胞能夠在相同的位點中建立新的腫瘤，而且這些細胞還具有一定的侵襲性，容易擴散到機體其它部位。

目前研究人員并不清楚為何會發生這種情況，而本文研究中研究者就希望通過研究闡明這些黑色素瘤細胞轉化不同行為的分子機制。通過轉基因技術構建的斑馬魚將特異性黑色素瘤細胞系與基因敲除的透明斑馬魚相結合，本研究為我們揭示了黑色素瘤細胞在轉移擴散期間的分化發生情況。

研究者首先創建了一個由黑色素細胞特異性mitfa啟動子驅動人BRAF V600E基因，且帶有綠色熒光蛋白（GFP）報告子的轉基因斑馬魚品系，進而用該品系斑馬魚獲得了斑馬魚特異性黑色素瘤細胞系——ZMEL1 GFP，這個細胞可以移植到透明魚內并進行可視化體內成像（下圖）。

將ZMEL1 GFP癌細胞移植到皮下位點（圖1a，頂部），類似于人類中的癌轉移，可以發現一開始觀察到局部腫瘤是mitf-GFP +，但是完全未著色。7-14天的潛伏期后，100％的局部植入的皮膚腫瘤出現色素沉著、黑素細胞分化。而同時，繼發性皮下轉移最初也是mitf-GFP +和未著色，但是在第14天后出現轉移且53％出現著色（圖1a）。這表明轉移瘤最初未分化，但在轉移后分化。

▲圖1 癌細胞擴散情況

為了證實這一點，研究員直接將ZMEL1-GFP細胞移植到透明斑馬魚幼魚的血管系統中，繞過初始皮膚部位（圖1a，底部）。使用幼魚而不是成魚，是希望血管系統有更大的可及性。細胞最初廣泛傳播，在24小時內外滲在幾個區域，包括皮膚，尾部造血區域和眼睛。在接下來的7-28天，哪里形成廣泛的巨球蛋白酶，其也顯著地著色（圖1a，下），其外觀由表皮皮下轉移所支配。在成魚和幼魚的實驗中，這種轉移擴散的模式類似于IV期（Tx / Nx / M1a）疾病。

▲癌細胞擴散情況

為了確保此發現不是只在ZMEL1中發揮作用，研究員們又在斑馬黑色素瘤細胞系——ZCREST1中進行了類似的實驗。這個細胞系源自BRAF; p53腫瘤，如前所述該報道基因GFP基因是由crestin神經嵴報道基因驅動。類似于ZMEL1結果，最初移植的ZCREST腫瘤是GFP +但未染色，但是具有在移植后14-44天變得色素沉著。

這些數據與小鼠研究一致，顯示在散播和移植后獲得色素表型，黑素細胞的色素沉著與獲得的樹突狀表型相一致。進一步確認最初未分化的ZMEL1 GFP細胞可以在體內很清楚得看到，可以使用實時顯微鏡注入細胞的血管系統以便分析其形態的細胞。在外滲后57小時內，黑素瘤細胞獲得分化的黑素細胞的特征性的高度樹突狀外觀，并且在移植后5天，83％獲得了樹突狀外觀（下圖）。

最終，研究員們成功篩選出了一些會導致表型轉換的微環境因素，并發現內皮素EDN3能誘導增殖和分化的狀態。CRISPR介導的滅活的EDN3或其合成酶ECE2，可以廢除微環境的表型轉換并且增加動物生存能力。這些結果表明，轉移播散后，微環境會提供信號以促進表型轉換，進而證明靶向腫瘤細胞可塑性會是一個可行的治療方案。

此研究有助于研究人員鑒別出新型的可用作靶向藥物開發的靶點，然后通過抑制細胞切換到侵襲性行為的過程或許就能夠有效抑制黑色素瘤以及其它轉移性癌癥的擴散。

原文：Microenvironment-derived factors driving metastatic plasticity inmelanoma

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