細胞天線—纖毛如何驅動或阻斷癌癥的發展

　　你可能知道，我們的肺中排列著毛發狀的突起，這些突起稱之為運動纖毛（motile cilia），其是一些微小的微管結構，會出現在某些細胞或組織的表面，通常在我們的鼻腔和呼吸道中就能找到運動纖毛，同樣其也會沿著男性和女性的生殖道分布，這些運動纖毛會從一邊移動到另一邊，清除呼吸系統中的微生物、粘液和死亡細胞等，同時還能在生殖系統中幫助運輸精子和卵子。

圖片來源：Angharad Mostyn Wilkie

　　然而，你可能并沒有聽過運動纖毛可能還有一種更重要的“表親”—原纖毛（primary cilia），原纖毛幾乎存在于人體所有的細胞中，但長期以來，其一直被認為是細胞非功能性的退化部分，更讓人不解的是，原纖毛并不總是存在，其只出現在細胞周期的某些階段。

　　這些小結構非常重要的第一個跡象是，干擾其形成或功能會導致纖毛疾病（ciliopathies）發生，目前大約有20種不同的纖毛疾病，1000人中就有1人患有纖毛疾病，這種疾病通常會使得患者殘疾并危及生命，還會影響患者機體多個器官的功能；纖毛疾病會導致失明、耳聾、糖尿病等多種疾病，不同患者的癥狀和疾病嚴重程度差異很大，研究人員也很難對疾病進行分類和準確診斷。

　　那么為何一個原本被認為無用的小型細胞器的故障會引起多樣化的疾病癥狀呢？如今研究者發現，纖毛看起來像一個小天線，其中充滿著蛋白質，能夠檢測來自其它細胞和周圍環境的信號，隨后這些信號會被傳遞到細胞核中，從而激活機體反應，比如這些反應對于調節多種必要的信號通路至關重要。

　　隨后研究者想知道是否纖毛的結構或功能會發生改變，與纖毛相關的蛋白水平是否會發生改變，或者這些蛋白是否會因驅動或其它因素而移動到細胞不同的位點；如今研究人員知道，纖毛所調節的多種通路會驅動癌癥進展，因此研究纖毛和癌癥之間的關聯就顯得尤為重要了。

　　纖毛、信號和癌癥

　　研究者發現，在包括腎細胞癌、卵巢癌、乳腺癌和胰腺癌等多種癌癥中，相比周圍健康細胞而言，癌細胞中總會明顯缺乏原纖毛結構，這或許是因為纖毛的缺失是對癌癥的一種反應，從而就會干擾正常細胞的調節，那么是不是因為纖毛的缺失驅動了癌癥進展呢？

　　黑色素瘤是一種惡性的皮膚癌，某些黑色素瘤細胞要比健康細胞表達出更高水平的EZH2蛋白，EZH2會抑制纖毛基因的表達以便黑色素瘤擁有較少的纖毛結構，纖毛的缺失能夠激活部分致癌信號通路，從而導致惡性轉移性黑色素瘤發生和進展。然而，纖毛的缺失并不會在所有癌癥中帶來相同的效應，在一種胰腺癌中，纖毛的存在與癌癥轉移性增加及患者生存率下降直接相關。

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　　即使是在相同癌癥中，具體情況也不盡相同；成神經管細胞瘤是一種最常見的兒童腫瘤，其發生是纖毛調節的一種信號通路所驅動的，即刺激型態成形因子信號通路(Hedgehog signaling pathway)，該途徑在胚胎發育期間處于活性狀態，但在發育后就處于休眠狀態了，然而在許多癌癥中（包括成神經管細胞瘤），hedgehog信號會被重新激活，從而驅動癌癥進展，深入研究纖毛在成神經管細胞瘤中的效應后，研究者發現，纖毛會驅動并保護癌癥，這取決于hedgehog信號最初被干擾的方式。

　　由于纖毛和癌癥發生之間存在非常緊密的聯系，因此研究人員就想通過研究闡明是否靶向作用纖毛結構的療法能夠用作癌癥療法，治療癌癥時研究者面臨的問題之一就是對抗癌癥所產生的耐藥性，許多藥物靶點就是纖毛所調節的部分信號通路，科學家們發現，在耐藥癌細胞系中阻斷纖毛的生長或能恢復癌細胞對療法的敏感性。

　　曾經被認為是在進化過程中遺留下來的細胞部分（纖毛），如今研究者證明纖毛對癌癥的發生以及新型療法的開發至關重要，科學家們希望后期能夠深入研究纖毛，幫助理解其與癌癥發生之間的緊密關聯，并開發新型療法有效治療多種類型的癌癥。