转移是肿瘤患者死亡的主要原因之一。不同的肿瘤转移偏好并不相同，40-75%的IV期黑色素瘤患者会发生脑转移。
尽管已有临床试验结果表明，黑色素瘤脑转移灶对已经获批的靶向疗法以及免疫治疗仍有响应，但是这种应答持续时间较短，大多数患者最终死于脑转移瘤[4-7]。因此，我们迫切需要了解黑色素瘤脑转移机制，并为脑转移的患者提供新的治疗策略。
近日，由纽约大学朗格尼医学中心的Eva Hernando教授领衔的研究团队在Canecr Discovery期刊发表研究成果[8]。
他们发现进入大脑的黑色素瘤细胞为了生存，竟然会分泌头号嫌疑犯为自己的转移服务，黑色素瘤这招真是绝了!
不过，黑色素瘤细胞可能没想到，已经用于临床研究的Aβ抑制剂就在前面等它呢!Hernando团队发现抑制Aβ蛋白分泌的BACE抑制剂可以减少黑色素瘤的脑转移。
为了寻找脑转移灶肿瘤的特征，Hernando团队将同一个黑色素瘤患者的脑转移灶(BM)和非脑转移灶(NBM)中的肿瘤细胞分离出来，短期培养后使用短期培养物(STC)进行小鼠荷瘤实验，以及无偏差蛋白质组分析。小鼠荷瘤实验显示，脑转移灶来源的肿瘤细胞表现出更强的脑转移能力。这表明脑转移灶的细胞具有独特的能力，能够更好的适应大脑内的环境。
蛋白质组分析显示，脑转移灶肿瘤细胞富集与神经退行性疾病(阿尔茨海默病、帕金森病和亨廷顿病)的蛋白质。
Hernando团队对差异表达蛋白质的进一步调研发现，脑转移灶肿瘤细胞高表达多种切割淀粉样前体蛋白(app)的酶，如α-分泌酶(BACE2)和α-分泌酶复合物的催化亚基(PSEN1);而与减少Aβ产生相关的酶则显着降低，如泛素连接酶UCHL1和ADAM19。
那么黑色素瘤细胞是否能够分泌Aβ呢?Hernando团队检测了黑色素瘤细胞培养物上清中Aβ的含量，结果显示脑转移灶的短期培养物上清中有更多的Aβ。鉴于Aβ可以对大脑产生影响，他们假设黑色素瘤细胞可能需要Aβ来帮助它们在大脑实质中存活和生长。
那么Aβ是否真的能影响黑色素瘤细胞的脑转移能力呢?Hernando团队敲低了黑色素瘤细胞中的APP，发现敲低APP的黑色素瘤细胞脑转移能力下降，但是颅外转移能力没有受到影响。这些结果提示，app是黑色素瘤细胞在大脑定植所必需的。
众所周知，APP是Aβ的前体，它拥有多种加工形式，所以APP发挥作用的形式到底是哪一种呢?综合前述的研究结果，Hernando团队假设Aβ是app发挥作用的形式。
为了验证这个猜想，他们进行了回补实验。向已经敲除APP基因的黑色素瘤细胞中转入突变型APP基因——SPA4CT-T43P——这种突变体基因表达产物主要是Aβ，而不是APP的其他加工形式。结果显示，不论是回补野生型APP基因还是突变型app基因，均能够恢复黑色素瘤细胞的脑转移能力。这说明Aβ就是黑色素瘤脑转移所需的app形式。
那么Aβ在黑色素瘤脑转移中究竟发挥怎样的作用呢?Hernando团队首先观察了黑色素瘤细胞转移入大脑的过程，建立了转移的时间线。随后比较了敲低app的黑色素瘤细胞与野生型(WT)黑色素瘤细胞转移过程的区别。
实验结果显示，敲低APP对肿瘤细胞在脑血管停滞、外渗以及在血管中生长并没有影响，但是缺乏app的肿瘤细胞无法在脑实质中建立转移灶，而是发生了凋亡。这些数据表明黑色素瘤细胞需要Aβ帮助其在脑实质定植。
为何Aβ具有帮助黑色素瘤细胞在大脑定植的能力呢?已有的研究显示星形胶质细胞是肿瘤脑转移的重要调控者，而Aβ对星形胶质细胞功能具有显着的影响[9-11]。因此Hernando团队假设Aβ是通过影响星形胶质细胞的功能来促进肿瘤细胞定植的。
他们从免疫荧光结果中发现，缺少app的肿瘤细胞周围星形胶质细胞显着减少。这说明肿瘤细胞分泌的Aβ可以促进肿瘤局部星形胶质细胞增加。
那Aβ对星形胶质细胞的功能有何影响呢?Hernando团队使用黑色素瘤细胞条件培养基培养原代星形胶质细胞，发现Aβ抑制了星形胶质细胞的多种炎症信号通路，尤其是补体级联反应通路。
通过免疫荧光技术、共聚焦显微镜以及三维成像技术，Hernando团队验证了测序的结果，并且发现在炎症型星形胶质细胞(A1)中高表达的补体C3蛋白在Aβ存在的情况下减少了。这些数据表明Aβ抑制了星形胶质细胞的炎症性A1极化，促进肿瘤的免疫逃逸。
