表皮生长因子EGF的刺激和EGFR的活化,是导致肺腺癌转移的关键因素。中山医学大学柯俊良教授、高雄医学大学张建国教授等2010年发表在《Process Biochemistry》的研究即证实,小孢子灵芝免疫调节蛋白质GMI能在充斥EGF的环境下,阻止EGFR的活化,有效压制肺腺癌细胞的转移能力。
文/吴亭瑶
在癌症的发展过程中,最不想看到的结果就是转移,因为那代表癌细胞已经不受控的扩散到其他组织器官,想再让它们乖乖听话,谈何容易。
造成癌症转移的原因有很多,其中最常见的原因之一就是表皮生长因子EGF(epidermal growth factor)。这是一种广泛存在於身体里的蛋白分子,主要在刺激细胞增生,其主要的功能在刺激细胞增生,帮助细胞的汰旧换新。
然而就像所有东西过与不及都不好一样,当EGF分泌过多时,就会不断激活癌细胞表面的表皮生长因子EGFR(epidermal growth factor receptor),促使EGFR活化。活化(阳性)的EGFR在与EGF结合後,就会启动癌细胞内一系列可以把癌细胞变得更失控的分子,进而加快癌细胞增生的速度,并且增强癌细胞的移动力与侵袭力,让癌细胞更容易扩散蔓延。
中山医学大学医学研究所柯俊良教授、高雄医学大学医学研究所张建国教授等2010年发表在《Process Biochemistry》的研究即证实,小孢子灵芝免疫调节蛋白质GMI(Ganoderma microsporum immunomodulatory protein)能在充斥EGF的环境下,阻止EGFR的活化,有效压制肺腺癌细胞的转移能力。
GMI可在EGF的环境下抑制肺腺癌细胞的「迁移力」
目前科学上常用来评估癌细胞转移力强弱的方法有两种。其一是观察癌细胞在平面上的迁移能力(migration),亦即把癌细胞养满整个培养皿,再从中间刮出一条楚河汉界,二十四小时後看有多少癌细胞往中间跑。往中间跑的癌细胞愈多,代表迁移力愈强。
结果如图1所示,EGF确实会强化人类肺腺癌细胞的迁移能力,但凡有添加GMI者,不管有没有EGF煽风点火,癌细胞的迁移能力都会受到明显的抑制,好像被绑住一样,跑火太动。
图1 GMI对人类肺腺细胞株A549迁移力的抑制作用
〔说明〕左图没有EGF的实验条件下:未添加GMI的控制组,癌细胞几乎快把中间的楚河汉界盖满了;相较之下,有添加GMI的肺癌细胞,往中间迁移的癌细胞数量明显减少,尤其是添加中、高剂量(4、8μg/mL)的那两组,只有零星的癌细胞跑到中间,甚至连原本被癌细胞满满覆盖的左右两边,也因为部分癌细胞死亡而出现空隙。类似的情况也出现在添加EGF 10 ng/mL的实验条件下。右图为左图的量化统计图。
GMI可在EGF的环境下抑制肺腺癌细胞的「侵袭力」
科学上另一个常用来检视癌细胞转移能力的方法,就是评估癌细胞的由上往下穿透皮肤基底层的侵袭力(invasion)。亦即把癌细胞放在上方的空间,上、下空间之间以皮肤基底层相隔,二十四小时後,计数跑到下方空间的癌细胞有多少,从数量多寡即可推知癌细胞侵袭能力的强弱。
结果如图2所示,事先与GMI一起培养的肺癌细胞,侵袭力明显较弱;即使在下方空间添加10 ng/mL的表皮生长因子EGF引诱上方的肺癌细胞,事先有经过GMI处理的肺癌细胞往下跑的数量还是少很多,显示GMI对肺癌细胞的侵袭力也有很强的抑制作用。
图2 GMI对人类肺腺细胞株A549侵袭力的抑制作用
〔说明〕左图呈现紫色的为穿越皮肤基底层,从上层来到下层的癌细胞,颜色愈深、密度愈高,代表具有侵袭力的癌细胞愈多,癌细胞的侵袭力也愈强。很明显的,癌细胞的侵袭力(数量)会随着GMI的浓度增加而减少。右图为左图的量化统计图。
GMI可抑制EGF对EGFR及其下游分子的活化
实验也发现,随着EGF的刺激,不仅会活化EGFR(呈阳性的EGFR增加),连带受EGFR调控的下游分子(如Akt、STAT3)也会跟着活化,而这一连串的活化动作正是让癌细胞变得更具转移能力的开始。然而只要先让人类肺腺癌细胞株A549先和GMI一起培养八小时,那麽之後即使再有EGF挑衅,也能大幅减少EGFR及其下游分子被活化的机会(图3),让癌细胞难以随 EGF起舞。
图3 GMI对於EGF活化EGFR及其下游分子的抑制作用
抗癌路上,我们需要更多利器
肺癌对人类的威胁已是不在话下,许多研究都显示,非小细胞肺癌患者普遍有较高的EGF,也有相当比例的患者会被验出EGFR阳性。这些都是肺癌容易恶化转移和预後较差的表徵。
虽然目前临床上已有艾瑞沙(学名:gefitinib)、泰嘉锭(学名:lapatinib)得舒缓(学名:erlotinib)等标靶药可供应用──它们标靶的对象正是EGFR──但也不是所有患者都有很好的反应,即使药效反应良好也常避免不了接下来的抗药性问题。
所以,在治疗肺癌的路上我们需要更多利器。能在EGF充斥的环境下抑制肺腺癌细胞转移的GMI,或许是值得仰望的寄托。
〔资料来源〕Lin CH, et al. A new immunomodulatory protein from Ganoderma microsporum inhibits epidermal growth factor mediated migration and invasion in A549 lung cancer cells. Process Biochem. 2010 Sep; 45(9): 1537–1542.