耶鲁大学研究：“永远的化学物质”促进癌细胞迁移

在耶鲁大学公共卫生学院研究人员的一项新研究中，两种“永久化学物质”刺激实验室中的癌细胞迁移到新的位置，这表明这些化学物质可能导致生物体中的癌症转移。

该研究涉及一组称为全氟烷基和多氟烷基物质（PFAS）的工业化学品。这些物质被称为“永久化学物质”，因为它们不会在环境中分解，并且可以在人体中积聚。所有这些都具有排水和抵抗油渗透的能力。它们因其无处不在、卓越的环境稳定性和可疑的毒性作用而臭名昭著。

“PFAS是一类普遍存在的持久性有机污染物，在世界范围内越来越受到公众关注。它们经常在环境中被检测到，例如在饮用水，室内灰尘，清洁产品和涂料中，“共同第一作者Jie Zheng说，他是一名博士后助理，在首席研究员Caroline Johnson博士的实验室工作，流行病学（环境健康科学）副教授，在进行研究时。

这些化学物质出现在新生儿的血液中，生活在亚北极土著社区的人们的血液中，鱼和贻贝中，甚至鸟蛋中。体内没有任何水平的PFAS被认为是安全的，它们与包括癌症在内的一系列健康问题有关。11月，国际癌症研究机构（IARC）将全氟辛酸（PFOA）归类为对人类致癌的PFAS，将全氟辛烷磺酸（PFOS）列为对人类致癌的物质，将全氟辛烷磺酸（PFOS）列为另一种常见的PFAS，可能对人类致癌。

Zheng解释说，没有研究解决PFAS与结直肠癌（CRC）之间的关系。然而，消防员患这种癌症的几率高于普通人群，而且他们在工作中大量接触PFAS。大约80%的结直肠癌病例被认为与某种环境暴露有关。

但是，目前尚不清楚这些化学物质可能对引发或刺激这种类型的癌症起到什么作用。

它不能证明它是转移，但它们的运动性增加，这是转移的一个特征。

约翰逊实验室使用代谢组学研究结直肠癌，代谢组学是一种测量生物样品中数千种小分子（如氨基酸、脂质和蛋白质）波动水平的工具。

约翰逊说：“我们研究暴露人群或患病人群中发生的模式，然后试图产生一个假设，说明为什么有人可能会患上疾病或疾病进展。“代谢组学是唯一可以在与生物效应相同的样品中测量环境暴露的工具之一。

在这一系列实验中，作者研究了CRC细胞在PFAS溶液中浸泡长达7天时的反应。他们观察到细胞运动随着暴露而增加，并发现与癌症转移一致的代谢变化。

结果与目前关于CRC代谢、扩散和预后的知识一致，相当于证明这些化学物质可以诱导转移。

移动中的癌症

为了调查暴露于PFAS后CRC细胞的代谢特征，该研究的重点是PFOS和PFOA。两者都已用于消防泡沫和许多其他产品。

作者使用了来自SW48系的两种CRC细胞类型。一种类型由具有未突变或“野生型”KRAS基因的细胞组成;在另一种研究中，KRAS基因携带一种常见的突变，这种突变与女性中一种特别致命的结肠肿瘤类型有关。这些细胞形成称为球状体的小球。

研究人员发现，将球状体浸泡在化学物质中可以提高细胞的迁移能力。它们显示出扩散和穿透膜的趋势。在另一项实验中，研究人员将细胞培养成一个平坦的二维层，然后在中间画出一个划痕，将一半的细胞与另一半分开。当他们添加PFAS时，细胞系再次生长并迁移回一起。

“这并不能证明它是转移，但他们的运动性增加，这是转移的一个特征，”约翰逊说。

代谢组学分析显示，球状体正在产生多种脂肪酸、氨基酸和信号蛋白，其模式以前与转移有关。可以预防肿瘤和炎症的小链脂肪酸被下调。

蛋白质印迹法发现，在称为上皮-间充质转化 （EMT） 的过程中，与转移相关的特定信号蛋白的上调和下调有明显的信号蛋白。

例如，当暴露于任何一种化学物质时，两种细胞类型表达的E-钙粘蛋白都较少，使它们的粘附性降低——这是EMT相关转移的关键步骤。这些结果增加了研究小组的信心，即该细胞在体外的行为类似于体内的转移细胞。

一些提示转移潜力的变化在KRAS突变的品系中更为明显。这可能意味着具有这种突变的癌症在暴露于这些化学物质后可能特别容易扩散。

一看暴露组

这项研究是科学家们不断探索的一部分，以更好地了解暴露组，即从受孕到死亡对一个人的所有环境影响，包括生物、化学、环境、社会等。由于PFAS非常普遍，几乎每个人都会接触到PFAS。

这项研究使用的暴露水平与消防员和其他经常接触PFAS的人（例如居住在垃圾填埋场、机场、军事基地或废水处理厂附近的人）的暴露水平相似。在未来的研究中，约翰逊实验室的目标是测试更低的暴露，更像大多数人每天面对的暴露。他们还计划研究结直肠癌患者的PFAS水平和临床结果。

“许多体外研究不能转化为人类，”约翰逊说，“但我认为首先了解它们如何实际影响癌细胞生长的机制很重要。

该研究发表在《环境科学与技术》杂志上。

Johnson 和 Zheng 都隶属于 YSPH 的环境健康科学系，合著者 Domenica Berardi、Hong Yan、Oladimeji Aladelokun 和 Krystal J. Godri Pollitt 也隶属于 YSPH 环境健康科学系。

其他合著者包括中国哈尔滨哈尔滨医科大学外科肿瘤外科和哈尔滨医科第二附属医院普通外科的孙博石;YSPH慢性病流行病学系的Lingeng Lu;康涅狄格州法明顿杰克逊基因组医学实验室的Shujian Zheng;以及耶鲁大学医学院外科血管外科和血管内治疗科的Yangzhouyun Xie和Yujun Cai。Sajid A. Khan也是外科肿瘤外科的资深作者，也是该研究的共同资深作者。Sun和Zheng对这项工作做出了同样的贡献。

有关PFAS测试和健康结果的更多信息，请访问美国国家科学院、工程院和医学院网站。