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JCI:牛津大學科學家阿司匹林抗癌機制大揭秘!

原文轉自奇點網

我們之曾多次報道過阿司匹林的神奇功能,除了本職工作——預防心血管疾病外,最令人驚奇的作用就是其具有防癌的潛力了。例如,香港中文大學的科學家曾在60萬中國人隊列中發現,服用阿司匹林與多種癌症發病率降低有關

不僅如此,還有臨床研究表明,阿司匹林可能具有防止癌症轉移的作用[1]。但是這些研究多只是證明存在相關性,而非切實的因果關係,這也讓人們懷疑阿司匹林的真實作用。

最近,牛津大學的科學家終於為阿司匹林的抗癌作用正名了。他們發現,阿司匹林能通過抑制血小板的聚集作用,讓癌細胞無法利用血小板與其他細胞抱團,為自己提供庇護,進而使其暴露在免疫系統的打擊之下;同時,阿司匹林還能破壞癌細胞在轉移部位形成生態位(可以理解為適合腫瘤生長的土壤),使其難以定植。這些作用都大幅降低了癌細胞的轉移成功率。

這個研究清晰地揭示了阿司匹林預防癌症轉移的機制,明確證實了阿司匹林的抗癌作用,並指出了一個潛在的抗癌靶點,為開發更加專一、高效的抗癌藥物奠定了基礎。相關論文發表在著名學術期刊《臨床研究雜誌》上[2],論文的通訊作者是Ruth J. Muschel教授,第一作者是Serena Lucotti博士。

說到癌症,其最可惡的一點就是轉移了。

對於癌症原發灶,人們已經有了很多辦法對付它們,如手術、放療等。但是,若癌症發生了轉移,局面就會變得異常艱難,轉移灶可能隱藏在全身各處,當人們察覺到它們時,往往大勢已去,無力回天。因此,在治療癌症的過程中,預防癌細胞轉移是至關重要的。

之前有研究發現,;而且。而癌細胞無論是自身抱團,還是劫持其他細胞,都需要藉助血小板的粘附作用[3]。

而阿司匹林的本職工作——抗血栓,恰恰是通過抑制血小板的活化,降低其粘附功能。這暗示,阿司匹林可能是通過作用於血小板來防止癌症轉移的。

腫瘤喜歡往肝、肺等器官轉移[4]

不過,阿司匹林靶點眾多,血小板兩個重要的環氧酶COX1和COX2都能被它抑制,而COX1和COX2調節着各種生理和病理過程,都有可能參與癌症轉移[5]。因此,科學家並不清楚阿司匹林到底是通過抑制哪個靶點,來阻止癌症轉移的,也不清楚這種抑制到造成了怎樣的結果。

Muschel教授團隊對此進行了深入研究。

因為不同濃度的阿司匹林對COX1和COX2的抑制效果不一樣,因此使用不同劑量的阿司匹林能分別抑制COX1和COX2。通過這個方法,研究人員在小鼠中發現,當阿司匹林只抑制COX1時,便能減少癌細胞的轉移,只抑制COX2卻沒有這種效果。通過基因敲除或使用其他專一性抑制劑,也證明COX1才是阻止癌細胞轉移的特異靶點。

抑制COX1能防止癌細胞轉移(SC-560是COX1特異性抑制劑)

而阿司匹林的抗血栓作用便是通過抑制COX1來實現的,COX1可以促進血栓塞A2 (TXA2)的合成,增強血小板的粘附作用,促進血小板凝集[7]。研究人員在小鼠中敲除TXA2,發現腫瘤轉移也減少了。

這說明,阿司匹林抗血栓作用和預防癌症轉移是同一種機制在作用。那為什麼抑制血小板凝集就能夠防止癌症轉移呢?

癌細胞在通過血液系統轉移時,要先在血管中循環一段時間,然後才能進入其他組織中定植。研究人員先檢測了阿司匹林阻止癌細胞轉移的作用階段。

他們給小鼠注射癌細胞,並在不同時間用阿司匹林進行處理(注射癌細胞前或注射癌細胞後),經過檢測和分析發現,當癌細胞還在血管中時,阿司匹林才能阻止其轉移;若癌細胞已經進入組織(如肺部組織),再用阿司匹林處理便沒用了。

研究人員還發現,當給小鼠注射癌細胞後,血小板會在癌細胞附近聚集,而在其他部位則不會發生聚集現象了,這表明癌細胞具有招募血小板的能力。而在敲除COX1蛋白或者用阿司匹林進行處理,癌細胞便不能招募血小板了。

血小板在癌細胞周圍聚集

那癌細胞招募血小板想幹什麼呢?

之前研究發現,癌細胞在血管中會受到血流剪切力的作用,若任其被血流吹打,很容易被免疫細胞剿殺。所以,癌細胞喜歡附着在血管內皮細胞上,並招募骨髓樣細胞,如單核細胞和巨噬細胞,在血管內皮細胞處形成一個微栓子,以保護自身,並尋找機會穿透血管,進入組織。這些招募過程都需要血小板的幫助[3]。

當敲除或用阿司匹林抑制COX1後,癌細胞便無法募集血小板,很難粘附在血管壁上,也很難招募單核細胞和巨噬細胞形成微栓子了,這無疑減少了癌細胞轉移成功的可能性。也就是說,阿司匹林的真正作用,便是阻止癌細胞通過血小板粘附其他細胞,打掉其庇護。

阿司匹林阻止癌細胞轉移的機制示意圖

此外,腫瘤在進入組織後,如肺部組織,會先改造定植部位的環境,建立利於自己生長的生態位。研究人員發現,當提前用阿司匹林進行處理,通過皮下注射的癌細胞,便很難在肺部建立的生態位了。

這個研究從過程上清晰地揭示了血小板在協助癌症轉移中的作用,並揭示了阿司匹林阻止癌細胞轉移的作用靶點,從機制上證明了阿司匹林的抗癌作用。

而且,本研究還證實COX1-TXA2通路在癌症轉移中起到關鍵作用,表明其他抑制這條通路的藥物也可以起到預防癌症轉移的作用,同時也為後面開發更加高效、專一的藥物奠定了基礎。

參考文獻:

[1]Zhao X, Xu Z, Li H. NSAIDs Use and Reduced Metastasis in Cancer Patients: results from a meta-analysis[J]. Scientific reports, 2017, 7(1): 1875.

[2]Lucotti S, Cerutti C, Soyer M, et al. Aspirin blocks formation of metastatic intravascular niches by inhibiting platelet-derived COX-1/thromboxane A 2[J]. The Journal of clinical investigation, 2019, 129(5). Doi.org/10.1172/JCI121985.

[3] Gil-Bernabé A M, Ferjančič Š, Tlalka M, et al. Recruitment of monocytes/ macrophages by tissue factor-mediated coagulation is essential for metastatic cell survival and premetastatic niche establishment in mice[J]. Blood, 2012, 119(13): 3164-3175.

[4] Ren B, Cui M, Yang G, et al. Tumor microenvironment participates in metastasis of pancreatic cancer[J]. Molecular cancer, 2018, 17(1): 108.

[5] Singh B, Berry J A, Shoher A, et al. COX-2 involvement in breast cancer metastasis to bone[J]. Oncogene, 2007, 26(26): 3789.