大量研究已证实肿瘤缺氧，即肿瘤部分区域含有极低浓度的氧气，的确与更加侵袭性的肿瘤行为和更差的预后相关联。这似乎表明肿瘤不会屈服于缺氧，相反肿瘤过量增加血液供应，因而经常会导致缺氧，从而给肿瘤发送生长和转移的信号以便寻找新的氧气源。比如，缺氧性膀胱癌可能转移到肺部，而这经常是致命性的。
当缺乏氧气时，健康细胞将会减缓生长。但令人惊奇的是，缺氧是恶性肿瘤的特征。在最新版“自然通讯”杂志上发表的两篇文章显示，歌德大学和吉森大学的研究人员已经寻找出癌细胞是如何成功避免生长抑制的遗传程序的。
我们很早就知道，PHD蛋白质（脯氨酰羟化酶域蛋白）在缺氧调节中发挥着关键作用。它可以控制低氧诱导转录因子（HIFs）的稳定性，而HIFs可以使细胞适应缺氧环境。歌德大学的AmparoAcker-Palmer教授和吉森大学的TillAcker教授所领导的两个团队目前发现了一种特殊的PHD蛋白质，PHD3，它可以控制表皮生长因子受体（EGFR）。
在健康的细胞中，PHD3可以对外界压力产生反应，比如当氧气不足时，它可以刺激表皮生长因子受体摄入到细胞内部，从而使生长信号下调。“我们发现，PHD3作为支架蛋白，可以结合到中央适配器蛋白如EPS15和Epsin1上，从而促进表皮生长因子受体摄入到细胞内。”Acker-Palmer说。而这一过程在肿瘤细胞中由于PHD3的损失而被打乱。从而引起表皮生长因子受体的内化被抑制，造成EGFR信号的过度活化，进而使细胞生长不受控制。
该研究小组已经证明PHD3的损失是人类恶性脑肿瘤（胶质瘤）增长的关键因素。肿瘤细胞因此可以在缺氧环境下抵制抑制生长的信号。“这一发现在临床上具有重要意义，因为它展示了除了基因扩增外另一种抑制EGF受体过度活化的机制。我们可以通过EGFR抑制剂来抑制其反应。”吉森大学神经病理学家TillAcker解释说。
“我们的工作表明了PHD3在目前两个红火的研究领域上的一个意想不到的新功能：氧气测量和EGFR信号，”Acker-Palmer解释说。“这再次证明了生长受体是如何影响癌症发展的。”该联系已经被研究小组在2010年的肿瘤血管生成上展示过
缺氧导致癌症生长和转移机制
当缺氧时，肿瘤似乎应当缩小。然而，大量研究已证实肿瘤缺氧，即肿瘤部分区域含有极低浓度的氧气，的确与更加侵袭性的肿瘤行为和更差的预后相关联。这似乎表明肿瘤不会屈服于缺氧，相反肿瘤过量增加血液供应，因而经常会导致缺氧，从而给肿瘤发送生长和转移的信号以便寻找新的氧气源。比如，缺氧性膀胱癌可能转移到肺部，而这经常是致命性的。
在一项刊登在CancerResearch期刊上的最新研究中，美国科罗拉多大学癌症中心研究人员在详细地描述了这些缺氧条件导致侵袭性癌症产生的机制。
论文通信作者DanTheodorescu博士说，“我们已经知道蛋白HIF-1a在缺氧性肿瘤中过量表达。我们也已经知道癌干细胞标记物CD24在很多肿瘤中过量表达。这项研究证实这两者之间存在关联：缺氧性肿瘤中的HIF-1a导致CD24过量表达。也正是CD24让肿瘤表现出侵袭性的生长和转移特征。”
过量增加血液供应会导致肿瘤缺氧，而肿瘤缺氧导致HIF-1a过量表达。HIF-1a过量表达会促进CD24产生，从而导致肿瘤生长和转移。除了让肿瘤变得更具侵袭性之外，研究人员还证实CD24让肿瘤对化疗产生耐药性，从而当化疗结束时，允许一小部分细胞---即前面提到的癌干细胞---再生肿瘤，而这又会导致肿瘤复发和恶化。
Theodorescu说，“如今想象一下我们靶向CD24。不论是通过移除细胞表达CD24的能力，还是杀死以这种蛋白为标记物的细胞，我们可能都能够破坏这些最为危险性的细胞群体。”
Theodorescu和同事们通过调整癌细胞样品和模式动物中的HIF-1a和CD24水平而证实了这一点：让HIF-1a保持较低水平，但人为让CD24保持较高水平，癌细胞保持再生和转移的能力；相反，让CD24保持较低水平，但人为让HIF-1a保持较高水平，癌细胞存活和增殖能力下降。
Theodorescu说，“这似乎表明在缺氧性肿瘤中，处于缺氧之中的细胞过量表达CD24，这会促进癌症生长和转移。如今，我们为这些缺氧性肿瘤找到一个合理的靶标，即CD24。”
