來自約翰霍普金斯大學(xué)的生物學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，常常持續(xù)存在于腫瘤內(nèi)部的低氧環(huán)境足以啟動(dòng)一連串分子事件，將固定、靜止的乳腺癌細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)橐苿?dòng)的、具有侵襲性的細(xì)胞。他們的研究數(shù)據(jù)在線發(fā)表在《美國科學(xué)院院刊》（PNAS）上，證明了低氧誘導(dǎo)因子在促進(jìn)乳腺癌轉(zhuǎn)移中所起的重要作用。

論文的資深作者、約翰霍普金斯大學(xué)醫(yī)學(xué)院醫(yī)學(xué)教授Gregg Semenza博士說：“眾所周知，高水平的RhoA和ROCK1可賦予癌細(xì)胞移動(dòng)的能力，從而導(dǎo)致乳腺癌患者預(yù)后不良，然而觸發(fā)它們生成的機(jī)制卻是個(gè)謎題。我們現(xiàn)在知道了當(dāng)乳腺癌處于低氧環(huán)境下時(shí)，這些蛋白質(zhì)的生成會(huì)顯著增高。”

Semenza說，為了能夠移動(dòng)，癌細(xì)胞必須讓它們的內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生許多改變。平行、細(xì)長的纖維在整個(gè)細(xì)胞中形成，使得它們能夠收縮，并生成細(xì)胞“手”，讓細(xì)胞能夠“抓住”外表面牽拉自身前進(jìn)。RhoA和ROCK1已知對(duì)這些結(jié)構(gòu)形成起至關(guān)重要的作用。

此外，眾所周知RhoA和ROCK1的編碼基因在來自轉(zhuǎn)移性乳腺癌的人類細(xì)胞中高水平開啟。在少數(shù)情況下，這些水平增高可以追溯至控制它們的某種蛋白發(fā)生遺傳錯(cuò)誤，但在大多數(shù)的情況下卻并非如此。Semenza說，這種活性促使他和他的研究小組去找尋兩種蛋白高水平表達(dá)的其他原因。

研究表明，常常存在于乳腺癌中的低氧環(huán)境，可以通過缺氧誘導(dǎo)因子發(fā)揮作用，觸發(fā)RhoA和ROCK1生成增多。

Semenza說：“隨著腫瘤細(xì)胞增殖，由于得不到血管的供養(yǎng)，腫瘤內(nèi)部開始耗盡氧氣。缺氧激活了缺氧誘導(dǎo)因子，這些主控蛋白開啟許多的基因幫助細(xì)胞適應(yīng)缺氧。此外，缺氧誘導(dǎo)因子還開啟了一些基因幫助了癌細(xì)胞進(jìn)入血管逃離缺氧腫瘤，擴(kuò)散到機(jī)體其他部位。”

論文的主要作者、博士后研究人員Daniele Gilkes對(duì)實(shí)驗(yàn)室低氧環(huán)境下培養(yǎng)的人類轉(zhuǎn)移乳腺癌細(xì)胞進(jìn)行了分析。她發(fā)現(xiàn)相比于正常生理水平，低水平氧環(huán)境下的細(xì)胞更具移動(dòng)性。每個(gè)細(xì)胞的纖維量增長了3倍，具有更多的細(xì)胞“手”。當(dāng)缺氧誘導(dǎo)因子蛋白水平受到抑制時(shí)，腫瘤細(xì)胞幾乎不移動(dòng)。細(xì)胞中纖維和“手”的量減少，細(xì)胞的收縮能力下降。

當(dāng)Gilkes檢測(cè)RhoA和ROCK1蛋白水平時(shí)，她看到低氧環(huán)境中培養(yǎng)的細(xì)胞兩種蛋白水平大幅度增高。當(dāng)改變?nèi)橄侔┘?xì)胞抑制缺氧誘導(dǎo)因子的量時(shí)，RhoA和ROCK1水平下降，表明兩組蛋白之間存在直接關(guān)聯(lián)。進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)證實(shí)了，缺氧誘導(dǎo)因子實(shí)際上結(jié)合到RhoA和ROCK1上開啟了它們。

研究小組隨后利用了一個(gè)數(shù)據(jù)庫，這使得他們能夠了解乳腺癌細(xì)胞中RhoA和ROCK1基因開啟對(duì)于患者生存的影響。他們發(fā)現(xiàn)，具有高水平RhoA或ROCK1的女性，尤其是兩種蛋白均處于高水平的女性，相比于RhoA和ROCK1蛋白低水平的女性更有可能死于乳腺癌。

Gilkes說：“我們利用遺傳學(xué)方法抑制缺氧誘導(dǎo)因子，已在實(shí)驗(yàn)室中成功地降低了乳腺癌細(xì)胞的移動(dòng)性。現(xiàn)在我們了解了起作用的機(jī)制，我們希望將能夠開展臨床試驗(yàn)來檢測(cè)抑制缺氧誘導(dǎo)因子的藥物將是否能夠發(fā)揮雙重效應(yīng)，在乳腺癌婦女體內(nèi)阻斷RhoA和ROCK1生成，并阻止乳腺癌轉(zhuǎn)移。”