在癌症致命病例中，十有八九的罪魁祸首是转移。转移是指原发性肿瘤发出细胞，如种子，并侵入身体的其他器官。尽管医学在治疗原发性肿瘤方面取得了巨大进步，但在转移面前，医学仍然束手无策。目前，尚无药物可以阻止这一过程。
苏黎世联邦理工学院生物系统科学与工程系的 Andreas Moor 领导的研究小组在《自然》杂志上发表了研究成果，展示了结直肠癌细胞如何在肝脏中定植。他们的发现将有助于开发可能阻碍转移过程的治疗方法。
分子对接机制被解锁
癌症转移是指原发肿瘤细胞脱落并通过循环系统转移到身体其他部位。Moor 表示：“结直肠癌转移到肝脏是因为血液流动的方式。”血液首先在肠道中富含营养物质，然后进入肝脏，肝脏代谢营养物质。对于结直肠癌细胞来说，肝脏是最后一站。“它们被困在肝脏的毛细血管网络中，”Moor 表示。
博士生 Costanza Borrelli 和 Moor 团队的其他成员现已证明，肝细胞对于癌细胞能否在新的位置定居也起着重要作用。一个多世纪以来，科学界已经知道，癌细胞就像土壤中的植物种子一样，依赖于其环境，但此前并不清楚哪些分子机制在此发挥作用。
通过对转基因小鼠进行复杂的测试，莫尔和他的团队发现，秘密就在于细胞表面的某些蛋白质。当肝细胞中有一种名为 Plexin-B2 的蛋白质，而结肠直肠癌细胞中含有来自信号蛋白家族的某些蛋白质时，结肠直肠癌细胞便可以附着在肝细胞上。
神经系统中的路标
表面含有信号素的癌细胞尤其危险，这一点 Moor 的研究人员在论文中引用的临床研究证实了这一点。研究数据显示，如果肿瘤含有大量信号素，结肠直肠癌会更早、更频繁地转移到肝脏。
此前，研究界已知道 Plexin 及其对应物 semaphorin 在神经系统中的功能，这两种蛋白质可以引导神经细胞生长，确保它们形成正确的通路。“为什么肝细胞也会产生 plexin，这种蛋白质在健康肝脏中的作用如何，目前尚不清楚，这让我们非常感兴趣，”Moor 说。换句话说，它的功能问题仍未得到解答。
恢复久坐状态
然而，Moor 及其团队发现，plexin 和 semaphorin 之间的直接接触会触发结肠直肠癌细胞的根本变化。为了脱离原发性肿瘤，癌细胞必须改变其身份：它们会脱离肠道表层或上皮，切断与邻近细胞的紧密联系。
一旦进入血液，癌细胞就会变得类似于结缔组织间充质中的癌细胞。然而，一旦它们找到新的生存环境(得益于某些肝细胞上的丛蛋白)，癌细胞就会恢复到静止状态。研究人员在论文中写道：“上皮化过程就此发生。”Moor 进一步解释道：“如果你观察癌细胞，你就能立即发现这一点，因为它们会形成类似于肠道褶皱或肠隐窝的凹陷。”
研究人员的发现将对结直肠癌患者以外的人产生影响：进一步的测试表明，plexin 还会促进黑色素瘤和胰腺癌的转移。对于 Moor 和他的团队来说，这引发了许多新的研究问题。其中一个特别引起了他们的关注：当癌细胞聚集在一起形成肿瘤时，它们也会影响其环境中的细胞。“癌细胞建立了自己的生态系统，”Moor 解释说。
关键时期
如果抑制丛蛋白和信号素之间关键相互作用的努力取得成功，那么就有可能从一开始就阻止癌症形成新的肿瘤。这是因为在早期，当这个生态系统中的细胞之间的关系尚未牢固建立时，肿瘤转移尤其容易发生，Moor 解释道。他似乎很有信心，答案就在“转移发展的关键时期”，尽管任何潜在治疗的道路仍然很漫长。