研究人員發現，癌細胞有能力縮小或增大自己，以便在其環境中的挑戰中生存，如藥物治療。通過將生化分析技術與數學分析相結合，倫敦癌症研究所的科學家們能夠發現基因變化導致癌細胞大小變化的機制。這些發現可能被用於開發新的治療方法。

研究人員認為，較小的細胞可能更容易受到DNA破壞劑的傷害，如與靶向藥物相結合的化療，而較大的癌細胞可能對免疫療法反應更好。

該研究最近發表在《科學進展》雜誌上。它將創新的高功率圖像分析與DNA和蛋白質的檢查相結合，研究了數百萬個皮膚癌細胞的大小控制。

皮膚癌黑色素瘤由兩種不同的基因突變驅動–60%的病例由BRAF基因突變引起，而20%至30%的病例由NRAS突變引起。

研究人員著手調查攜帶這兩種突變的皮膚癌細胞在大小和形狀上的差異，方法是使用數學算法分析關於DNA和蛋白質的海量數據。

主要的差異是細胞大小：BRAF突變的癌細胞非常小，而NRAS突變的癌細胞則大得多。耐藥的NRAS細胞甚至更大。

較小的細胞似乎能夠容忍更高水平的DNA損傷，因為它們非常集中於修復DNA的蛋白質–如PARP、BRCA1或ATM1蛋白質。

ICR的研究人員認為，這可能使它們更容易受到PARP抑製劑等藥物的影響–這些藥物阻斷了負責修復DNA損傷的蛋白質–尤其是在與化療等DNA損傷劑結合使用時。

相比之下，較大的NRAS突變型癌細胞含有對其DNA的損害，而不是修復它，積累突變，並擴大。這些較大的細胞不那麼依賴DNA修復機制，因此對它們使用化療和PARP抑製劑可能不那麼敏感。

科學家們認為更大的細胞可能對免疫療法有更大的反應–因為它們更多的突變可能使它們看起來對身體更陌生。他們已經在通過進一步研究探索這一理論。

研究人員認為BRAF和NRAS突變可能通過調節一種被稱為CCND1的蛋白質水平–它參與細胞分裂、生長和維持細胞骨架–以及它與其他蛋白質的相互作用來驅動細胞大小的差異。

雖然這項研究的重點是皮膚癌細胞，但研究人員懷疑這種大小轉變的能力及其對治療反應的影響在多種癌症類型中是常見的。他們已經在乳腺癌中發現了類似的機制，現在正在調查這些發現是否可以適用於頭頸部癌症。

這一發現為了解癌細胞的大小如何影響整個疾病提供了新的視角，因為只需分析細胞大小就能更好地預測癌症患者對不同治療的反應。

現有的藥物甚至可以用來在免疫療法或放療等治療之前迫使癌細胞達到理想的大小，這可以提高治療效果。

研究負責人、倫敦癌症研究所的癌症形態動力學教授克里斯-巴卡爾說。”我們認為癌症是無法控制和不可預測的，但我們利用圖像分析和蛋白質組學首次表明，某些基因和蛋白質的變化導致了癌細胞大小的可控變化。癌細胞可以收縮或增長，以增強其修復或包含DNA損傷的能力，而這反過來又可以使它們對某些治療產生抗性。

他繼續說：”我們認為我們的研究具有真正的診斷潛力。通過觀察細胞的大小，病理學家可以預測一種藥物是否會起作用，或者細胞是否會產生抗性。在未來，甚至有可能使用人工智能來幫助指導病理學家，通過對細胞的大小進行快速評估，因此最有可能發揮作用的治療方法。我們還希望我們的發現將導致新的治療策略–例如創造出針對調節細胞大小的蛋白質的藥物”。

倫敦癌症研究所的首席執行官Kristian Helin教授說。”這項耐人尋味的基礎研究提供了皮膚癌細胞的基因改變與細胞大小之間的關聯。它開闢了使用基因改變和細胞大小作為生物標誌物的潛力，說明皮膚癌對治療的反應。特別令人興奮的是，細胞大小也可以成為其他癌症（如乳腺癌或頭頸部癌症）如何應對治療的重要生物標誌物”。