该研究针对的是一组称为 全氟烷基物质和多氟烷基物质 (PFAS) 的工业化学品。这些物质被称为“永远的化学物质”，因为它们不会在环境中分解，并且可以在人体内积聚。所有这些都具有防水和抗油渗透的能力。它们因其普遍存在、异常的环境稳定性以及可疑的毒性作用而臭名昭著。
“PFAS 是一类普遍存在的持久性有机污染物，日益受到全世界公众的关注。它们经常在环境中被发现，例如饮用水、室内灰尘、清洁产品和涂料中。”共同第一作者、在该实验室工作的博士后郑杰说道。 实验室 首席研究员 Caroline Johnson博士，流行病学(环境健康科学)副教授，当时进行了研究。
这些化学物质存在于新生儿的血液、生活在亚北极土著社区的人们的血液中、鱼类和贻贝的血液中，甚至存在于鸟蛋中。体内的 PFAS 含量无论达到何种水平都被认为是安全的，它们与一系列健康问题有关，包括癌症。 11 月，国际癌症研究机构 (IARC) 将全氟辛酸 (PFOA)(一种常见的 PFAS)归类为人类致癌物，而全氟辛烷磺酸 ( PFOS)，另一种常见的 PFAS，可能对人类致癌。
郑解释说，尚无研究探讨 PFAS 与结直肠癌 (CRC) 之间的关系。然而，消防员患这种癌症的几率高于普通人群，而且他们在工作中大量接触 PFAS。大约 80% 的 CRC 病例被认为与某种环境暴露有关。
但这些化学物质可能会引发或刺激此类癌症的作用尚不清楚。
Johnson 实验室通过代谢组学研究 CRC 代谢组学，这是一种测量氨基酸、脂质和蛋白质等数千种小分子水平波动的工具在生物样本中。
约翰逊说：“我们研究暴露人群或患病人群中发生的模式，然后尝试提出一个假设，解释为什么有人可能会患上疾病或病情进展。” “代谢组学是唯一可以在同一样本中测量环境暴露和生物效应的工具之一。”
在这一系列实验中，作者研究了 CRC 细胞在 PFAS 溶液中浸泡长达 7 天后的反应。他们观察到暴露后细胞运动性增加，并发现与癌症转移一致的代谢变化。
结果与当前关于结直肠癌代谢、扩散和预后的知识一致，相当于化学物质可以诱导转移的证据。
移动中的癌症
为了研究 PFAS 暴露后 CRC 细胞的代谢特征，该研究重点关注 PFOS 和 PFOA。两者都已用于消防泡沫和许多其他产品。
作者使用了来自 SW48 系的两种 CRC 细胞类型。一种类型由具有未突变或“野生型”KRAS 基因的细胞组成;另一方面，KRAS 基因携带一种与女性特别致命的结肠肿瘤相关的常见突变。这些细胞形成称为球体的小球。
研究人员发现，将球体浸泡在化学物质中可以增强细胞的迁移能力。它们表现出扩散和穿透膜的倾向。在另一项实验中，研究人员将细胞培养成平坦的二维层，然后在中间画一条划痕，将一半细胞与另一半分开。当他们添加 PFAS 时，细胞系再次生长并迁移回到一起。
“这并不能证明这是转移，但它们的活力增加了，这是转移的一个特征，”约翰逊说。
代谢组学分析显示，球体正在产生多种脂肪酸、氨基酸和信号蛋白，其模式先前与转移有关。可以预防肿瘤和炎症的小链脂肪酸被下调。
蛋白质印迹发现，在上皮-间质转化 (EMT) 过程中，与转移相关的特定信号蛋白存在明显的上调和下调。
例如，当暴露于较高水平的任何一种化学物质时，两种细胞类型都会表达较少的 E-钙粘蛋白，从而使它们的粘附性降低——这是 EMT 相关转移的关键步骤。结果增加了团队的信心，即该细胞在体外的表现就像体内的转移细胞一样。
一些变化表明 KRAS 突变系中的转移潜力更为明显。这可能意味着具有这种突变的癌症在接触这些化学物质后可能特别容易扩散。
曝光组一览
这项研究是科学家们不断探索的一部分，目的是更好地了解暴露组，即从受孕到死亡对一个人的所有环境影响，包括生物、化学、环境、社会等。由于 PFAS 分布广泛，几乎每个人都接触过。
这项研究使用的暴露水平与消防员和其他经常接触 PFAS 的人(例如居住在垃圾填埋场、机场、军事基地或废水处理厂附近的人)中检测到的暴露水平相似。在未来的研究中，约翰逊实验室的目标是测试较低的暴露量，更像大多数人每天面临的暴露量。他们还计划研究结直肠癌患者的 PFAS 水平和临床结果。
“许多体外研究无法转化为人类，”约翰逊说，“但我认为首先了解它们如何真正影响癌细胞生长的机制很重要。”