Autophagy promotes tumor cell survival and restricts necrosis, inflammation, and tumorigenesis

Speaker: 賴曉菁                           Date: 14:10~15:00; Sep. 20, 2006

Commentator: 楊倍昌 老師                  Place: Room: 601

腫瘤細胞的形成需要許多不同因素的刺激，例如細胞會失去凋亡〈apoptosis〉的能力，或失去對抑制生長的訊號〈anti-growth signal〉的感受，以及可以不斷促進細胞增生，甚至促進新血管的生成等等。在目前的研究中，除了發現腫瘤細胞會失去凋亡的能力外，也發現部分腫瘤細胞無法執行「自噬〈autophagy〉」的生物功能。另外也發現到因細胞〈necrosis〉而引起的慢性發炎與腫瘤的形成也似乎有密切的關係。然而凋亡、自噬與nesrosis之間是否有關係存在，或是這只是三種獨立的生物現象，是本篇研究的重點。

    本篇文章中，發現若凋亡以及自噬現象正常的細胞，若遇到逆境時，細胞會走向刁亡；但若細胞凋亡的功能缺失，細胞受到代謝壓力時便會有自噬的現象產生；但若細胞的凋亡以及自噬的功能全部喪失，則細胞一但環境惡劣時，便會necrosis。這種情形在使用電子顯微鏡顯觀察〈圖一〉以及觀察係該細胞形成的腫瘤中，都能看到類似的現象。

圖一、實驗的細胞在氧化壓力下以電子顯微鏡觀察的情形。W2細胞為凋亡以及自噬功能正常的細胞；W2 AKT細胞為凋亡功能正常但是無法進行自噬的細胞；D3細胞為凋亡功能缺失但自噬功能正常的細胞。D3 AKT細胞為凋亡功能缺失且無法進行自噬的細胞。右上方的圖片中，箭頭所指之處為典型的「自噬體〈autophagosome〉」，表示細胞正在進行自噬。

    作者另外將凋亡功能缺失但自噬正常的細胞注射入老鼠體內，使其形成腫瘤，再腫瘤組織觀察自噬發生的位置。作者發現在剛開始，新血管尚未生成時，於腫瘤中央的細胞會有明顯的自噬現象；但到了十五天之後，新血管已經生成，腫瘤中的自噬現象已消失了。另外，作指發現若腫瘤細胞有necrosis的現象時，該部位會有大量的巨噬細胞〈macrophage〉聚集，該部位也有一些細胞激素〈cytokine〉大廖表現的情形，也發炎的跡象。所以作者對他觀察到的現象作出的結論為：當腫瘤細胞處於逆境時，若凋亡以及自噬的功能喪失，腫瘤細胞會走向necrosis，造成該部位有發炎反應，其產生的一些細胞激素或生長因子可能會促進腫瘤的生長；但若自噬現象正常時，細胞不會necrosis，避免發炎反應，此時可能會減緩腫瘤生成的速度〈圖二〉。

圖二、腫瘤細胞處於逆境時的反應。當腫瘤細胞處於逆境時，會走向凋亡或是自噬；但入在這兩種通能缺失的腫瘤細胞之中，腫瘤細胞會走向necrosis，進而引起發炎，可能會促進腫瘤的生長。所以凋亡以及自噬的現象可能會避免發炎反映的產生，減緩腫瘤生長的趨勢。

參考文獻：

1.      Degenharat K., Mathew R., Beaudoin B., Bray K., Anderson A., Chen G., Mukherjee C., Shi Y., Gelinas C., Fan Y., Nelson DA., Jin S., White E. (2006). Autophagy promotes tumor cell survival and restricts necrosis, inflammation, and tumorigenesis. Cancer Cell 10, 51-64.

2.      Edinger AL., and Thompson CB. (2003). Defective autophagy leads to cancer. Cancer cell 4, 422-424.

3.      Vakkia J., and Lotze MT. (2004). Inflammation and necrosis promote tumor growth. Nat. Rev. Immunol. 4, 641-648