近日，来自美国约翰斯霍普金斯大学的研究人员利用人类乳腺癌细胞和小鼠模型研究了癌症干细胞究竟如何在低氧情况下生存。一直以来，癌症干细胞的增殖都被看作是癌症治疗的主要障碍。
这项新研究表明低氧条件能够通过胚胎干细胞与乳腺癌干细胞之间相同的生化反应链促进细胞生长，对该过程进行深入了解能够帮助科学家们找到攻克癌症干细胞增殖的新路径。
研究人员表示，目前仍然有许多未知问题需要解答，但是他们已经知道低氧环境能够成为癌症干细胞增殖的温床，这为乳腺癌治疗提供了一些可能的药物靶点。
相关研究结果发表在国际学术期刊PNAS上。
科学家们很早就了解到低氧环境能够影响肿瘤生长，但是对于晚期肿瘤来说，其中可能存在一种矛盾：侵袭性肿瘤中存在一些低氧区域，在这些区域内癌细胞会因缺氧而死亡，然而患有侵袭性癌症的病人病情往往最差。这项新研究表明低氧环境其实能够促进一些癌症干细胞进行扩增，并且其中的机制与胚胎干细胞使用的机制相同。
研究人员指出，人类呼吸的空气中氧气含量为21%，健康的人类乳腺组织中氧含量大约为9%，而乳腺肿瘤中氧含量只有1.4%。之前研究表明低氧条件能够增加低氧诱导因子（HIF）家族成员的表达，进而开启更多的基因表达，其中就包括促进干细胞形成的NANOG基因。
研究人员首先使用了两种人类乳腺癌细胞系进行研究，他们发现低氧能够诱导HIF蛋白表达，进而开启一种叫做ALKBH5的基因，该基因的产物能够移除NANOG mRNA上的甲基基团，抑制NANOG mRNA的降解。如果抑制ALKBH5蛋白的合成，NANOG的水平以及癌症干细胞的数目就会减少；而过表达ALKBH5则可以在无低氧暴露的情况下降低NANOG mRNA的甲基化水平，并增加乳腺癌干细胞的数目。
最后，研究人员将1000个三阴性乳腺癌细胞注射到小鼠的乳腺脂肪垫中，结果发现注射缺失ALKBH5的细胞的小鼠肿瘤形成率只有43%（14只小鼠中仅有6只形成肿瘤），而注射正常癌细胞的小鼠全部形成肿瘤。这表明ALKBH5能够帮助维持癌症干细胞以及它们的肿瘤形成能力。
研究人员表示，他们将进一步研究看看肿瘤的转移是否也会受到低氧/ ALKBH5/NANOG的影响，同时这项研究也为乳腺癌的治疗找到一些潜在靶点。