麻省理工研究发现：癌细胞在转移过程中会软化，这为治疗癌症转移提供新思路
2021-05-02 17:18:01   来源：   作者：  评论：0 点击：

关键字： 癌细胞 | 转移
癌症是世界性难题，大家都谈癌色变。一旦患上癌症，不仅要忍受身心的痛苦，还要承受人财两空的煎熬。
据美国癌症研究协会发现，大部分的癌症患者最后都死于癌细胞的转移，也是迄今为止癌症治愈率无法提高的最大绊脚石。如果科学家能够克服障碍，那么就可以找到新药，挽救生命。
近日，麻省理工学院研究人员发现当癌细胞转移时，它们通常会在血流中传播到遥远的组织或器官，然后通过挤压血管壁进入转移部位而逃逸，而癌细胞转移过程中变得更加柔软。该研究发表在《Biomechanics》杂志上，题为“Tumor cell nuclei soften during transendothelial migration”。
该研究的意义在于如果有相关药物可以阻止癌细胞软化的话，那么就可能减慢或阻止癌细胞的转移。
癌细胞扩散过程
癌症细胞在转移过程中会遇到很多困难，首先要经过数十次变异，然后要克服细胞间粘附作用脱离出来，并改变形状穿过致密的结缔组织。成功逃逸后，癌症细胞将通过微血管进入血液，在那里它还可能遭到白细胞的攻击。接下来癌细胞将通过微血管进入一个新器官。
提出假设
当肿瘤细胞进入血液循环后，需经历跨内皮迁移才能进入到新器官中。当癌细胞在两个相邻的内皮细胞(组成血管的细胞)之间挤压，进入组织并开始繁殖时，就会发生这种情况。
在这项新工作中，麻省理工学院和马里兰大学的研究人员提出假设：在跨内皮迁移过程中，癌细胞会变得更软，从而更容易通过内皮细胞之间的小缝隙。
癌细胞变软
为了探索这种可能性，研究人员创建了血管组织的3D模型，该模型模拟了血管内皮细胞。然后研究人员将三种不同类型的侵袭性转移肿瘤细胞(肺癌细胞、乳腺癌细胞和黑色素瘤细胞)置于内皮层上，并测量了癌细胞穿过内层时的机械性能。
许多用于测量细胞刚度的现有技术，都需要与细胞进行物理接触，这会改变细胞的机械性能，例如原子力显微镜。为了避免这种干扰，研究人员决定使用两种光学技术，这些技术不需要与正在研究的细胞进行任何接触，并且还可以测量细胞核(细胞内部最坚硬的部分)的变化。
第一个光学技术是共焦布里渊显微镜，它可以揭示细胞在3D环境中如何随时间变化。第二种技术，称为反射式共聚焦显微镜，可测量细胞膜和核膜的热涨落。
研究人员发现，使用这两种技术发现所有类型癌细胞通过血管壁时都变得更加柔软。总体而言，肺癌，皮肤癌和乳腺癌细胞分别软化了30%、20%和20%。这些细胞的细胞核分别软化了32%、21%和25%。
这种软化在细胞开始迁移后两到三个小时开始(此过程也称为外渗)，并且在24小时后测量，细胞仍然很柔软。研究人员怀疑，这些软化的细胞在生物学上也可能与原始肿瘤中的细胞有所不同，从而使其对常规化学疗法具有抗性。
Roberts说：“这种软化可以使这些肿瘤细胞存活，进一步迁移到新的组织位置，并建立继发转移部位。”
干扰癌细胞变软，抑制转移
目前尚不清楚是什么导致细胞变软，但研究人员怀疑可能是由位于细胞核中的染色质结构改变引起的。
研究人员希望他们的工作可以促进抗癌新药物的开发，这些新药物可以干扰细胞软化从而破坏癌细胞的转移。