Nature子刊:转移性癌细胞的全面解析

2013年4月28日 14:02:53 来源: 生物通
收藏到BLOG

  能够脱离肿瘤并入侵其他器官的转移性癌细胞,一直是科学家们关注的重点。日前,美国多家研究机构联手进行了一项新研究,对肿瘤中的转移性细胞和良性细胞进行了系统性的比较。研究显示,转移性细胞能够对环境施加更大的力,并且更容易进入周围的小空隙。文章发表在Nature旗下的Scientific Reports杂志上。

  研究人员发现,转移性的乳腺癌细胞与健康乳腺细胞在众多方面存在巨大的差异,包括细胞力学、细胞迁移能力、对氧气条件的应答、蛋白质合成和细胞的粘附能力等。此前,人们并不了解使良性细胞转变为转移性细胞的机制,而这项研究为此带来了新的启示。

  这项研究由12家物理科学-肿瘤中心(PS-OC)领导,PS-OC旨在将物理学和生物学研究者联合起来,以便更好的理解癌症。在癌症所导致的死亡中,有90%都是由癌转移导致的。这项研究中的发现,将有望帮助人们更早检测到癌细胞,对癌转移采取预防或治疗措施。

  “将不同领域的专家联合起来,系统性比较转移和非转移性细胞,能够增加我们对癌转移发生机制的了解,”Princeton PS-OC的Robert Austin教授说。

  研究人员在硅上蚀刻出微小的隔室和管道,来模拟机体内部的天然环境,这一技术一般用于构建集成电路和太阳能电池。他们在上述设备中研究细胞的行为,发现尽管转移性细胞比良性细胞移动得慢,但它们能走得更远,路线也更直。

  “这些转移性细胞的运动,反映了它们突破机体屏障(膜和细胞外基质)的能力,”Austin说。“这些细胞就像是越狱者。”

  除了研究转移性细胞入侵细胞外基质所需的物理特性,研究人员也分析了这些细胞中的蛋白合成情况,并检测了一些与物理特性有关的蛋白。研究人员还发现,在经历低氧环境后,转移性细胞比非转移细胞恢复更快。尽管低氧环境的确会杀死许多转移性细胞,但存活下来的细胞反而更有活力。

  在这一项目中,来自二十家研究机构的近一百名研究人员,使用同样的细胞系、试剂等进行实验,以此确保结果的可比性。他们采用了近二十种技术对细胞进行了系统性的分析,将这些结果结合起来能够加深人们对癌转移的认识。

  例如,研究人员通过原子力显微镜发现,转移性细胞比良性细胞更软。而牵引力显微镜显示,转移性细胞对周围环境施加的力更大。由此可见,转移性细胞可以通过施加力,来粘附、转移和重塑肿瘤周围的细胞外基质。同时这些细胞还保持着足够的可塑性,以便挤入周围环境的小空隙。