癌症是全球主要的死亡原因之一，約占總死亡人數的六分之一。其中，90％以上的死亡是由轉移性癌症導致的。當癌細胞從原發灶中脫落，然後通過血管或淋巴系統在體內遷移，並最終附著在其他器官或組織上時，就會出現轉移性癌症。因此，癌細胞如何能發展出擴散到身體其他部位的能力這一問題是科學家們尋找潛在癌症治療方法的關鍵點之一。
早前，新加坡國立大學機械生物學研究所、新加坡國立大學理學院生物科學系的研究團隊，以及外部合作者組成的研究團隊共同合作，向解開這一謎題發起了挑戰，並取得了成果。他們深入了解了引起癌細胞改變和穿過血管的細胞活動，以便更好地理解癌細胞擴散的過程，最終發現了一種在癌細胞轉移過程中必不可少的蛋白BPGAP1。該研究成果已發表在美國細胞生物學學會出版的Molecular Biology of the Cell雜誌的「Forces On and Within Cells」特刊上。
先前的研究表明，發生癌細胞轉移需要活躍的細胞骨架重塑，形成動態絲狀偽足、片狀偽足和侵襲偽足使癌細胞能夠侵入周圍組織。而Rho GTP酶（GTPases）是控制細胞遷移中肌動蛋白動力學的關鍵分子開關，能夠促進癌症進展。經過大量研究，科學家們已經充分表征了3種Rho GTP酶——RhoA、Rac1和Cdc42，並發現它們分別介導肌動球蛋白收縮性以及片狀偽足和絲狀偽足的形成。
具體來說，名為Rac1的蛋白質使癌細胞能夠形成薄薄的、片狀的膜突起（即片狀偽足），這有助於這些細胞更好地感知和把握周圍環境，並增強了癌細胞的移動能力。而名為RhoA的蛋白質則能通過使粘附位點可用並產生足夠的力來使細胞向前移動。
雖然這兩種蛋白質促進細胞運動的功能已經確定，但有趣的是，研究人員發現這兩種蛋白質具有不同的時空活動特徵，在腫瘤細胞片狀偽足形成和使細胞移動的過程中表現出對立的作用。因此，研究人員猜測，可能有一種能夠同時結合RhoA和Rac1的分子，以便在正確的位置和正確的時間，近距離地共同調節它們的活動。
▲新加坡國立大學的研究團隊（圖片來源：參考資料[1]）
新加坡國立大學的研究人員們在之前的研究中已發現了一種可能具有這種作用的蛋白質，名為BPGAP1。它是一種多結構域Rho GTP酶活化蛋白（GAP），同時也是一種支架蛋白，可誘導細胞膜突起和細胞遷移，與腫瘤轉移密切相關。此外，它是RhoA的GAP，能與Rac1結合卻不是Rac1的GAP。這為BPGAP1同時調節RhoA和Rac1活性提供了理論上的可能性。因此，研究人員推測BPGAP1可能具有在細胞運動中協調Rac1和RhoA信號的作用。
為了驗證這個假設，研究人員以乳腺癌細胞為模型設計了一系列的實驗，通過證明當 BPGAP1失活時，使細胞運動的成分就會受損，從而驗證了BPGAP1在控制導致癌症轉移的癌細胞運動中的重要作用。研究人員還揭示了其中的機制——通過協調Rac1和RhoA的偶聯，BPGAP1能夠作為調節開關，使RhoA失活的時間與Rac1激活的時間同步。
由於BPGAP1在癌症轉移信號軸中的重要地位，它有望成為重要的檢查點以進行相關干預，為靶向癌症治療提供了新的機會，特別是防止癌細胞擴散到身體的其他部位。
「我們可以使用BPGAP1作為癌症預後的標誌物和不同癌症類型的癌症干預靶點，」該研究的主導者之一Darren Wong博士說道，「我們希望通過這一突破，我們能夠激發與癌症和轉移相關的治療設計的新方法。」
