癌癥擴散（metastasis）是癌癥致命的主要原因。香港城市大學（城大）的研究團隊最近發現一種蛋白質，可觸發肝癌細胞和胰臟癌細胞轉移和擴散，并與癌癥患者的存活時間有相關性。這次研究經過一系列體內外模型驗證，并與臨床數據吻合，有望為癌癥治療帶來新靶點。

負責領導這項跨院校合作研究的城大副校長（研究及科技）兼楊建文講座教授（生物醫學）楊夢甦教授說：“癌癥轉移是一個復雜的過程。目前經已有研究指出，隨著腫瘤增長，腫瘤和周邊組織的硬度會增加，造成一些可讓細胞通過的‘受限空間’（confined spaces）及細孔管道，令腫瘤細胞得以轉移和擴散。可是這種癌細胞‘受限轉移’（confined migration）的原理，至今仍然未明。”他續說：“這次研究就是為了深入理解癌細胞轉移的機理，同時找出與之相關的基因和蛋白。”

肝癌是全球第二大的致命癌癥，而肝細胞癌（hepatocellular carcinoma）則屬常見的肝癌類型；與此同時，胰臟導管腺癌（pancreatic ductal adenocarcinoma）的五年存活率亦低于一成。上述兩者都屬于“實體腫瘤”（solid tumour），特質是沉積了過溢的“細胞外基質”（extracellular matrix，ECM），當中帶有可容許癌細胞轉移的受限細孔（confined pores）或管道。因此，團隊選擇以上述兩種癌癥類型作為研究對象。

開發可研究癌細胞轉移原理的方法

透過與重慶醫科大學附屬第二醫院合作，楊教授的團隊收集了153名肝細胞癌和63名胰臟導管腺癌患者的樣本，而這些患者在手術前均無接受化療或放射治療。另外，團隊又于美國國立衛生研究院獲得了人體肝癌及胰臟癌的癌細胞株以作研究。

楊教授說：“研究最主要的挑戰是模擬復雜的癌細胞微環境，而目前缺乏有關受限轉移的研究模型。因此，我們設計了一系列多維度的平臺和2D及3D體內外模型，以便全面研究癌細胞轉移的過程。”

這包括單細胞遷移及集體細胞（collective cell）轉移的微流控晶片（microfluidic chips）模型，以及不同硬度水凝膠混合物制成的三維癌細胞侵襲模型（3D invasion assay），以模擬腫瘤的體內環境。團隊并利用高通量基因測序（Next-generation sequencing，NGS）技術和液相層析質譜技術（liquid chromatography-mass spectrometer，LC-MS），以確認來自癌細胞組織所表達的基因和釋出的蛋白質。

團隊通過NGS和LC-MS的轉錄組學和蛋白質組學分析，確認肝細胞癌內異常釋出的一種名為“賴氨酸羥化酶1”（lysyl hydroxylase 1，LH1）的蛋白質。而團隊制作的微流控晶片和三維侵襲模型，亦證明了LH1能夠提高肝細胞癌和胰臟導管腺癌細胞的受限轉移速度，以及增強入侵鄰近組織的能力；相反在抑制LH1基因表達的情況下，相關能力亦會隨之被減低。

研究又證實LH1可與一種名為Septin2（SEPT2）的蛋白質結合，同時提高其穩定性。細胞轉移需要較高的機動能力，SEPT2蛋白于當中起著重要作用，并能促進肌動蛋白網絡（actin-network）之形成；而肌動蛋白網絡正是細胞遷移的動力核心，因此促進肌動蛋白網絡的形成，能推動肝細胞癌和胰臟導管腺癌細胞的受限轉移與擴散。

癌細胞較高LH1含量的患者預后情況欠佳

研究團隊進一步分析LH1與肝細胞癌、胰臟導管腺癌癥患者“預后”（意即預測診治結果或復發機會）的關連性。臨床樣本顯示，癌細胞LH1含量較高的患者預后情況欠佳，存活率只得LH1含量較低的患者的一半。

另外，癌細胞LH1含量較高的肝細胞癌及胰臟導管腺癌癥患者，存活期（由診斷至死亡）較短，分別只有39及17個月，而LH1含量較低的患者的存活期則為86及22個月。同時，他們的“無病存活期間”（意即由初次治療至復發）分別只有11.5及14個月，而LH1含量較低的患者則分別為41及19個月。

楊教授解釋說：“我們設計的平臺及方法可為癌癥受限轉移提供獨特的研究模式。團隊證實了LH1可通過穩定SEPT2以促進癌細胞的受限遷移和擴散，而高含量的LH1亦會令肝細胞癌、胰臟導管腺癌癥患者的預后情況更差。研究結果有望找出新靶點，以便研發新的癌癥診斷技術及藥物治療。”

上述研究成果已于國際頂級癌癥相關研究科學期刊《Molecular Cancer》上發表，題為〈Lysyl hydroxylase LH1 promotes confined migration and metastasis of cancer cells by stabilizing Septin2 to enhance actin network〉。

研究的第一作者為楊教授研究團隊的博士研究生楊紫邯小姐。共同通訊作者為楊教授，以及曾任楊教授團隊訪問學者、現任重慶醫科大學附屬第二醫院副教授周智航博士。該跨院校合作研究小組還包括城大生物醫學系及董氏生物醫學中心、重慶醫科大學附屬第二醫院醫消化內科和病理科、城大福田研究院精準診療技術研究部，以及香港理工大學的科研人員。研究得到香港研究資助局、國家自然科學基金及深港科技創新合作區的資助。

  本文于 “香港城大研創” 微信公眾號發布。
Wechat ID: CityU_Research