研究人员发现，癌细胞能够通过缩小或增大自身来应对环境中的挑战，如药物治疗。通过将生物化学分析技术与数学分析相结合，伦敦癌症研究所的科学家们能够揭示遗传变化导致癌细胞大小变化的机制。这些发现可能被用于开发新的治疗方法。该研究发表在《科学进展》杂志上。

BRAF与NRAS突变及大小变化

皮肤癌黑色素瘤（melanoma）由两种不同的基因突变驱动——60%的病例由BRAF基因突变引起，而20%至30%的病例由NRAS突变引起。研究人员着手使用数学算法分析大量关于DNA和蛋白质的数据，来研究携带这两种突变的皮肤癌细胞在大小和形状上的差异。主要的差异是细胞大小。BRAF突变的癌细胞非常小，而NRAS突变的癌细胞大得多。耐药性NRAS细胞甚至更大。

较小的细胞似乎能够耐受更高水平的DNA损伤，因为它们高度集中了修复DNA的蛋白质——如PARP、BRCA1或ATM1蛋白。相反，较大的NRAS突变癌细胞含有DNA损伤而不是修复它，积累突变并增大。这些较大的细胞不依赖于DNA修复机制，因此使用化疗和PARP抑制剂对抗它们可能不那么有效。

CCND1在大小调节中的作用

科学家认为，较大的细胞可能对免疫疗法（immunotherapy）反应更好——因为它们更多的突变可能使它们在身体看来更“外来”。研究人员认为BRAF和NRAS突变可能通过调节一种称为CCND1的蛋白质的水平来驱动细胞大小的差异，CCND1参与细胞分裂、生长和维持细胞骨架，以及它与其他蛋白质的相互作用。

虽然这项研究集中在皮肤癌细胞上，但研究人员怀疑这种大小变化能力及其对治疗反应的影响在多种癌症类型中是常见的。他们已经在乳腺癌中识别出类似的机制，现在正在调查这些发现是否适用于头颈癌。这一发现为癌细胞大小如何影响整体疾病提供了新的见解，使得仅通过分析细胞大小就能更好地预测癌症患者对不同治疗的反应。

治疗策略和诊断

现有的药物甚至可以在免疫疗法或放疗等治疗之前用于迫使癌细胞达到所需的大小，这可以提高它们的有效性。通过观察细胞大小，病理学家可以预测药物是否有效，或者细胞是否会产生耐药性。未来，甚至可能使用人工智能来帮助指导病理学家，通过快速评估细胞大小来确定最可能有效的治疗。

参考信息
“Characterization of proteome-size scaling by integrative omics reveals mechanisms of proliferation control in cancer” by Ian Jones et al., 25 January 2023, Science Advances.
DOI: 10.1126/sciadv.add0636