摘要：通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)構(gòu)建的斑馬魚將特異性黑色素瘤細(xì)胞系與基因敲除的透明斑馬魚相結(jié)合，本研究為我們揭示了黑色素瘤細(xì)胞在轉(zhuǎn)移擴(kuò)散期間的分化發(fā)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(fā)的靶點(diǎn)。
癌癥的主要特點(diǎn)表現(xiàn)為細(xì)胞不受控制地生長(zhǎng)，但如果這種失控生長(zhǎng)僅僅是癌細(xì)胞所表現(xiàn)出的問題的話，那么在很多病例中利用外科手術(shù)的方法就能夠輕松對(duì)癌癥患者進(jìn)行治療。然而讓癌癥變得如此危險(xiǎn)的原因就是癌細(xì)胞會(huì)入侵機(jī)體其它組織，即遷移到機(jī)體中的其它正常區(qū)域中，當(dāng)然轉(zhuǎn)移性的黑色素瘤也是一種非常惡性且難以進(jìn)行治療的癌癥。
通過對(duì)黑色素瘤樣本進(jìn)行檢測(cè)分析，研究人員就發(fā)現(xiàn)某些細(xì)胞最初僅會(huì)表現(xiàn)出一定的增殖特性，而有些卻具有侵襲性且會(huì)發(fā)生遷移，如今研究人員知道某些細(xì)胞可以在上述兩種行為之間不斷切換，換句話說，就是細(xì)胞能夠在相同的位點(diǎn)中建立新的腫瘤，而且這些細(xì)胞還具有一定的侵襲性，容易擴(kuò)散到機(jī)體其它部位。
目前研究人員并不清楚為何會(huì)發(fā)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(xì)胞轉(zhuǎn)化不同行為的分子機(jī)制。通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)構(gòu)建的斑馬魚將特異性黑色素瘤細(xì)胞系與基因敲除的透明斑馬魚相結(jié)合，本研究為我們揭示了黑色素瘤細(xì)胞在轉(zhuǎn)移擴(kuò)散期間的分化發(fā)生情況。
研究者首先創(chuàng)建了一個(gè)由黑色素細(xì)胞特異性mitfa啟動(dòng)子驅(qū)動(dòng)人BRAF V600E基因，且?guī)в芯G色熒光蛋白（GFP）報(bào)告子的轉(zhuǎn)基因斑馬魚品系，進(jìn)而用該品系斑馬魚獲得了斑馬魚特異性黑色素瘤細(xì)胞系——ZMEL1 GFP，這個(gè)細(xì)胞可以移植到透明魚內(nèi)并進(jìn)行可視化體內(nèi)成像（下圖）。
將ZMEL1 GFP癌細(xì)胞移植到皮下位點(diǎn)（圖1a，頂部），類似于人類中的癌轉(zhuǎn)移，可以發(fā)現(xiàn)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(xiàn)色素沉著、黑素細(xì)胞分化。而同時(shí)，繼發(fā)性皮下轉(zhuǎn)移最初也是mitf-GFP +和未著色，但是在第14天后出現(xiàn)轉(zhuǎn)移且53％出現(xiàn)著色（圖1a）。這表明轉(zhuǎn)移瘤最初未分化，但在轉(zhuǎn)移后分化。
▲圖1 癌細(xì)胞擴(kuò)散情況
為了證實(shí)這一點(diǎn)，研究員直接將ZMEL1-GFP細(xì)胞移植到透明斑馬魚幼魚的血管系統(tǒng)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(tǒng)有更大的可及性。細(xì)胞最初廣泛傳播，在24小時(shí)內(nèi)外滲在幾個(gè)區(qū)域，包括皮膚，尾部造血區(qū)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(zhuǎn)移所支配。在成魚和幼魚的實(shí)驗(yàn)中，這種轉(zhuǎn)移擴(kuò)散的模式類似于IV期（Tx / Nx / M1a）疾病。
▲癌細(xì)胞擴(kuò)散情況
為了確保此發(fā)現(xiàn)不是只在ZMEL1中發(fā)揮作用，研究員們又在斑馬黑色素瘤細(xì)胞系——ZCREST1中進(jìn)行了類似的實(shí)驗(yàn)。這個(gè)細(xì)胞系源自BRAF; p53腫瘤，如前所述該報(bào)道基因GFP基因是由crestin神經(jīng)嵴?qǐng)?bào)道基因驅(qū)動(dòng)。類似于ZMEL1結(jié)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(shù)據(jù)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(xì)胞的色素沉著與獲得的樹突狀表型相一致。進(jìn)一步確認(rèn)最初未分化的ZMEL1 GFP細(xì)胞可以在體內(nèi)很清楚得看到，可以使用實(shí)時(shí)顯微鏡注入細(xì)胞的血管系統(tǒng)以便分析其形態(tài)的細(xì)胞。在外滲后57小時(shí)內(nèi)，黑素瘤細(xì)胞獲得分化的黑素細(xì)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(huì)導(dǎo)致表型轉(zhuǎn)換的微環(huán)境因素，并發(fā)現(xiàn)內(nèi)皮素EDN3能誘導(dǎo)增殖和分化的狀態(tài)。CRISPR介導(dǎo)的滅活的EDN3或其合成酶ECE2，可以廢除微環(huán)境的表型轉(zhuǎn)換并且增加動(dòng)物生存能力。這些結(jié)果表明，轉(zhuǎn)移播散后，微環(huán)境會(huì)提供信號(hào)以促進(jìn)表型轉(zhuǎn)換，進(jìn)而證明靶向腫瘤細(xì)胞可塑性會(huì)是一個(gè)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(fā)的靶點(diǎn)，然后通過抑制細(xì)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(zhuǎn)移性癌癥的擴(kuò)散。
原文：Microenvironment-derived factors driving metastatic plasticity inmelanoma
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