癌細胞是個“偷鐵賊”！康毅濱團隊Cell論文揭示，為何癌癥骨轉(zhuǎn)移常導致貧血

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作者：王聰來源：生物世界

2025-09-05

骨骼是一種重要的器官，它為身體提供結(jié)構(gòu)支撐，其內(nèi)部的骨髓則參與造血。

骨骼是一種重要的器官，它為身體提供結(jié)構(gòu)支撐，其內(nèi)部的骨髓則參與造血。然而，骨骼也是癌癥轉(zhuǎn)移的常見部位，骨髓成為轉(zhuǎn)移瘤生長的肥沃土壤。

癌癥專家早已知道，當癌癥轉(zhuǎn)移到骨骼時，往往會引發(fā)貧血，這是由于健康紅細胞缺乏所致，但一直不清楚其中的具體原因。

2025 年 9 月 3 日，普林斯頓大學康毅濱教授團隊（博士后韓玉嬌為第一作者）在國際頂尖學術(shù)期刊 Cell 上發(fā)表了題為：Tumors hijack macrophages for iron supply to promote bone metastasis and anemia 的研究論文。

該研究首次揭示，癌細胞通過"劫持"富含鐵的巨噬細胞以獲取鐵元素，導致了骨髓中缺乏生成健康紅細胞所需的鐵元素，使紅細胞處于未成熟狀態(tài)，從而導致貧血。此外，這些癌細胞還會模擬成紅細胞，從而在骨組織的低氧環(huán)境中維持增殖與存活。這些發(fā)現(xiàn)為開發(fā)減緩或阻止骨轉(zhuǎn)移的同時緩解常常伴隨骨轉(zhuǎn)移出現(xiàn)的嚴重貧血的療法開辟了新途徑。

2025 年 9 月 3 日，普林斯頓大學康毅濱教授團隊（博士后韓玉嬌為第一作者）在國際頂尖學術(shù)期刊 Cell 上發(fā)表了題為：Tumors hijack macrophages for iron supply to promote bone metastasis and anemia 的研究論文。

在這項最新研究中，研究團隊發(fā)現(xiàn)，乳腺癌細胞會有效地"劫持"一種通常在骨骼中回收鐵的特殊細胞--VCAM1+ CD163+ CCR3+ 巨噬細胞群，它們是成紅細胞島（erythroblast island，EBI）巨噬細胞。癌細胞的這一"劫持"，既剝奪了紅細胞發(fā)育成熟所需的鐵，又幫助了腫瘤在骨中持續(xù)生長。

一個“成紅細胞島”，這是制造新紅細胞的“微型工廠”。粉色細胞是正在發(fā)育的紅細胞，它們圍繞著中央的巨噬細胞（被染成藍色），巨噬細胞儲存鐵元素并幫助紅細胞生長。

一個"成紅細胞島"，這是制造新紅細胞的"微型工廠"。粉色細胞是正在發(fā)育的紅細胞，它們圍繞著中央的巨噬細胞（被染成藍色），巨噬細胞儲存鐵元素并幫助紅細胞生長。

了解轉(zhuǎn)移性癌癥（癌癥在原發(fā)部位之外的其他部位生長和擴散）至關(guān)重要，這是最致命的癌癥類型之一，且無法治愈，死于乳腺癌和前列腺癌的患者中，有 70% 出現(xiàn)了骨轉(zhuǎn)移。論文第一作者韓玉嬌博士表示，這項研究為減緩或治療骨轉(zhuǎn)移，同時緩解貧血并發(fā)癥帶來了新希望。

早在一個多世紀前，英國外科醫(yī)生 Stephen Paget 提出了"種子與土壤"假說（seed and soil hypothesis）--腫瘤細胞作為"種子"，其發(fā)生和轉(zhuǎn)移依賴于周圍微環(huán)境"土壤"。

在過去的二十年里，康毅濱教授以及癌癥生物學領(lǐng)域的許多其他研究人員主要在關(guān)注腫瘤細胞本身（也就是"種子"）以及它們?nèi)绾芜m應(yīng)在骨骼中擴散和生長。而這項研究表明，要想真正理解癌癥轉(zhuǎn)移，研究"土壤"也同樣重要，這項研究開辟了一個新的研究方向--將注意力從癌癥的"種子"轉(zhuǎn)向其在轉(zhuǎn)移器官部位生長的"土壤"。

然而，直到最近，骨髓作為癌癥轉(zhuǎn)移的"土壤"在很大程度上仍是一片未知領(lǐng)域，研究人員對于其構(gòu)成尚未全面了解。隨著先進的細胞標記和單細胞測序技術(shù)的出現(xiàn)，這種情況開始發(fā)生變化，這使得康毅濱團隊能夠以前所未有的細節(jié)繪制骨髓圖譜從而能夠識別并可視化聚集在腫瘤細胞周圍的特殊巨噬細胞群--成紅細胞島（erythroblast island，EBI）巨噬細胞，這些巨噬細胞本應(yīng)支持紅細胞的生成，但卻被"劫持"為癌細胞服務(wù)。

在健康狀態(tài)下，這些巨噬細胞充當"保育細胞"，為發(fā)育中的紅細胞提供鐵元素，使紅細胞能夠成熟并運輸氧氣（血紅蛋白是紅細胞中負責運輸氧氣的蛋白質(zhì)，而鐵是構(gòu)成血紅蛋白的關(guān)鍵元素）。而在骨轉(zhuǎn)移瘤存在的情況下，腫瘤利用信號分子將這些巨噬細胞吸引到自己身邊，然后"竊取"這些巨噬細胞原本要供給紅細胞的鐵。

研究團隊進一步發(fā)現(xiàn)，腫瘤細胞對這些巨噬細胞的破壞不僅僅于局限于鐵元素的流失，被"竊取"了鐵的巨噬細胞無法支持紅細胞發(fā)育的最后一步--細胞核排出（成熟的紅細胞沒有細胞核），這進一步阻礙了紅細胞的發(fā)育，加重了貧血。

總的來說，骨轉(zhuǎn)移的癌細胞通過"竊取" EBI 巨噬細胞的鐵，導致骨髓中缺乏生成健康紅細胞所需的鐵，使紅細胞處于未成熟狀態(tài)，從而導致患者貧血。

更神奇的是，這些癌細胞還會將"竊取"的鐵用于自身，它們通過模擬紅細胞來適應(yīng)骨髓環(huán)境。在一種名為 GATA1 的血細胞轉(zhuǎn)錄因子的引導下，癌細胞開始產(chǎn)生血紅蛋白，這與紅細胞中的血紅蛋白一樣，同樣負責運輸氧氣。這種"紅細胞擬態(tài)"使腫瘤能夠在骨組織的缺氧的環(huán)境中茁壯成長。

該細胞的核心發(fā)現(xiàn)：