Nat Commun：胶原蛋白XII型在乳腺癌转移中起着关键作用

在一项新的研究中，来自澳大利亚新南威尔士大学和加文医学研究所等研究机构的研究人员发现胶原蛋白XII型（collagen type XII）在调控肿瘤基质结构方面发挥着关键作用。他们还发现，高水平的胶原蛋白XII型可以引发乳腺癌细胞扩散到身体的其他部位，这一过程被称为转移。相关研究结果于2022年8月6日发表在Nature Communications期刊上，论文标题为“Temporal profiling of the breast tumour microenvironment reveals collagen XII as a driver of metastasis”。

肿瘤微环境是围绕肿瘤的生态系统，其中的一个组成部分是胞外基质（extracellular matrix, ECM）。癌细胞不断与肿瘤微环境相互作用，这影响了肿瘤的生长方式。胶原蛋白是这种肿瘤微环境的一个重要组成部分，但是它如何影响肿瘤还没有被理解。

论文共同通讯作者、加文医学研究所副教授Thomas Cox说，“关于胞外基质在癌症转移中的作用，我们仍然有很多不了解。我们的研究表明，胶原蛋白XII型在乳腺癌的进展和转移中发挥着重要作用。”

他说，“想象一下，癌细胞是种子，而肿瘤微环境是土壤。通过研究土壤---胞外基质，我们可以开始了解是什么让一些肿瘤比其他肿瘤更具侵袭性，并由此开始开发治疗癌症的新方法。”

这项新的研究还表明，测量患者肿瘤组织中的胶原蛋白XII型水平有可能被用作一种额外的筛查工具，以识别转移率较高的侵袭性乳腺癌，如三阴性乳腺癌。此外，胶原蛋白XII型可能是未来治疗的一种潜在靶标。

胶原蛋白XII型改变了肿瘤微环境，协助癌细胞入侵

胞外基质是一种由大约300～400个核心分子组成的三维网状结构，包括几种胶原蛋白。胞外基质为身体所有部位的细胞和组织提供结构和功能支持。

在这项新的研究中，这些作者对肿瘤胞外基质如何随时间变化进行了编目，并生成了一个关于这些变化的综合数据库，该数据库已免费提供给科学家们。他们着重关注胶原蛋白XII型，这是体内28种胶原蛋白之一。胶原蛋白XII型在组装其他胶原蛋白方面发挥着重要作用，并能对胞外基质的三维结构产生深远影响。

这些作者对小鼠模型中的肿瘤进行了研究，从早的癌症临床前阶段，一直到晚期的肿瘤。他们发现，随着肿瘤的进展，许多基质分子发生了变化，重要的是胶原蛋白XII型的水平也在增加。

脱细胞乳腺瘤的蛋白质组学分析显示基质组（matrisome）的动态变化。图片来自Nature Communications, 2022, doi:10.1038/s41467-022-32255-7。

论文共同作者、加文医学研究所的Michael Papanicolaou说，“胶原蛋白XII型似乎正在改变肿瘤的特性，并使其更具侵袭性。它改变了胶原蛋白的组装方式，以支持癌细胞从原发性肿瘤中逃出并转移到其他部位，如肺部。”

这些作者随后使用基因工程来操纵胶原蛋白XII型的产生，并研究了转移到其他器官的影响。他们发现，随着胶原蛋白XII型水平的增加，转移也在增加。这些发现随后在人类肿瘤活组织中得到证实，表明高水平的胶原蛋白XII型与较高的转移率和较差的总体生存率有关。

基于此，这些作者指出进一步的研究将侧重于研究更多的人类样本，并探究潜在的治疗途径。