癌細胞如何劫持並破壞免疫細胞 研究現驚人答案
癌細胞在侵襲人體時，一直是極為狡猾的「入侵者」，它們善於進行細胞戰爭。在不斷擴張的過程中，癌細胞不斷削弱身體的免疫防禦。科學家們長久以來一直困惑於癌細胞如何逃避免疫攻擊，直到近日《自然》雜誌發布的一項研究給出了驚人的答案：癌細胞通過偷取並「毒化」免疫細胞內的健康線粒體——細胞的能量工廠，從而破壞免疫系統的反擊能力。與此同時，癌細胞將自身受損的線粒體注入免疫細胞，逐步從內部摧毀它們。
科學家們曾認為，線粒體是由細胞內部產生並在細胞內完成其生命周期。然而，新的研究成果挑戰了這一常規觀點，表明線粒體在癌細胞與腫瘤浸潤的免疫細胞之間是可以流動的。
日本的研究團隊對三名癌症患者的癌細胞和免疫細胞進行了分析，發現被受損線粒體「毒化」的免疫細胞最終喪失了抵抗力。在沒有健康能量源的情況下，這些細胞進入了「衰老」狀態，無法再發揮功能或進行分裂。
與此同時，癌細胞從免疫細胞中竊取健康的線粒體，以滿足它們對能量的需求，從而促進自身的分裂和擴散。在培養皿和小鼠實驗中，研究團隊發現，阻止線粒體交換能夠減緩癌細胞的生長，並增強一種常見免疫療法的效果。
斯坦福大學的Holden Maecker博士表示，這一發現「聽起來像是科幻小說」，並認為這是「我們未曾關注的全新生物學機制」。華盛頓大學醫學院的Jonathan Brestoff也指出，這一機制是「阻礙抗癌防禦的全新發現」。
線粒體是生命的關鍵組成部分。這些橢圓形的細胞器充滿了將食物轉化為能量的蛋白質。與其他細胞器不同，線粒體獨立攜帶自己的遺傳物質，被稱為線粒體DNA(mtDNA)。這一特徵揭示了線粒體曾是獨立細胞的殘餘，可能在地球上複雜生命開始之初被另一種早期細胞吞噬，最終形成共生關係，線粒體為細胞提供能量，而細胞則保護線粒體。
今天，線粒體DNA大多數時候是獨立於細胞核遺傳物質運作的，它以環狀DNA的形式存在(類似細菌)。與細胞核DNA不同，線粒體DNA並沒有進化出複雜的修復機制，因此更容易發生突變。在為細胞提供能量的過程中，線粒體會通過排放有毒廢物而損害自身。為了保證健康，細胞會定期清理老化或損壞的線粒體，騰出空間給新的健康線粒體。
然而，在癌症中，這一過程出現了偏差。癌細胞需要源源不斷的能量，以支持它們的不斷分裂、增長和擴散。可是，癌細胞中的線粒體常常突變，無法滿足它們對能量的巨大需求。近年來，科學家注意到，細胞之間能夠轉移線粒體。這個過程通常有助於鄰近細胞的困境，但早期的研究也暗示線粒體的轉移可能在癌症的生長中起到了一定的作用。有研究發現，腫瘤細胞能夠與健康的免疫細胞連接，從中竊取線粒體，削弱免疫細胞的能量供給，同時增強自身的能量，從而加速生長。
是否這種情況在癌症患者身上發生，一直存在爭議。而這項新研究則提供了更加清晰的證據。
研究團隊對三名癌症患者的腫瘤細胞和癌細胞攻擊者——腫瘤浸潤淋巴細胞(TILs)進行了分析，檢測它們的線粒體DNA(mtDNA)。通常，每種細胞都有其獨特的mtDNA突變「條形碼」。然而，研究發現，每位患者的癌細胞和免疫細胞共享相同的「癌變條形碼」，這表明腫瘤細胞的線粒體可能「跳躍」到免疫細胞中，並接管了它們。
當研究人員觀察這些細胞在實驗室中一起生長時，發現癌細胞的mtDNA幾乎完全替代了免疫細胞中的本地DNA。研究團隊還發現，癌細胞通過分泌納米管進入免疫細胞，從而竊取健康線粒體，同時將受損的線粒體包裹在脂肪泡中釋放到免疫細胞中。
這些發現確立了線粒體在兩種細胞類型之間雙向交換的首個清晰證據。
受損的線粒體通常不會長時間停留在健康細胞內，它們會迅速被送到細胞的「垃圾桶」中。然而，癌細胞帶來的線粒體上覆蓋了一種蛋白質，能將其隱藏起來，避免被細胞清理。就像泄漏的化學廠一樣，突變的線粒體悄悄地在細胞內潛伏，無聲地繁殖。
（示意圖）
隨著時間的推移，這些被劫持的免疫細胞逐漸退化。它們無法再分裂，進入了「衰老」狀態——一種類似殭屍的狀態，細胞分泌出一種有毒的蛋白質混合物，進一步降低了它們對抗癌症的能力。簡言之，癌細胞通過奪走免疫細胞的健康線粒體，將身體的第一道防線轉變成了對它們生長有利的「盟友」。
研究團隊隨後用一種熒光蛋白標記了腫瘤中的線粒體，並將其植入小鼠體內。他們發現，含有癌細胞來源線粒體的免疫細胞在抵抗癌細胞時效果大打折扣，它們變得「疲憊不堪」，無法維持足夠的能量來對抗癌症，且無法再進行複製。然而，阻止線粒體轉移的藥物能夠恢復這些免疫細胞的活力，並使常見的癌症免疫療法效果更為顯著。
儘管這些結果來自小鼠實驗，但線粒體的轉移可能在人類癌症中也起著未被察覺的作用。在對大約200名癌症患者進行臨床數據分析後，研究團隊發現，mtDNA突變的增加與治療效果較差之間存在關聯，即使患者接受了免疫療法。
線粒體健康通常與衰老有關，這些新發現可能激發對其在癌症及其他疾病中的作用的新關注。我們仍然不知道癌細胞如何具體損害免疫細胞，但進一步的研究可能會為開發新的治療方法打開大門。已有許多工具能夠追蹤線粒體的動態，擴展癌症生物學的研究是下一個相對容易實現的目標。
雖然Brestoff寫道，「目前仍不確定這種線粒體交換在其他細胞類型之間的普遍性」，但這項研究無疑為其他疾病中的線粒體作用提出了新的問題。
來源：煎蛋網