科學家揭秘腫瘤生長背后的物理特性！

近日，一篇刊登在國際雜志Biosystems上題為“Cell and extracellular matrix growth theory and its implications for tumorigenesis”的研究報告中，來自杜克大學等機構的科學家們通過研究開發出了一種能預測腫瘤生長的新策略，研究人員并不只專注于細胞生長的生物學機制，而是利用熱力學和腫瘤擴張的物理空間來預測其從單個細胞金華威復雜癌變腫塊的過程。  

研究者Ehsan Samei表示，當科學家們提到癌癥時首先想到的是生物學特性，這時候往往會忽略掉癌細胞生長模式的物理特性，以及腫瘤如何與其周圍組織相互作用，并為其細胞提供養分，而這是迄今為止并沒有被很好研究的一個方面。研究人員所提出的理論使用了自然系統生長以及重組自身以獲得最大流動系統的基本概念，其不僅能夠解釋這種生長發生的機制，還解釋了其為何必須發生。 

這項最新研究基于研究者Bejan于1996年撰寫的構造定律（constructal law），該定律指出，一個系統想要生存下去，就必須不斷進化來增加其流動的通道。比如，人類血管系統就會進化出為一個由少數大動脈和許多小型毛細血管組成的網絡提供血流，河流系統、樹枝和現代公路及道路網絡都反映了同樣的力量在發揮著作用。 

這項研究中，研究者Bejan等人揭示了腫瘤在生長過程中的生長和內部重組是如何直接與其需要制造更多流動營養物質通道及清除垃圾的管道聯系在一起的，他們利用這些觀點預測了細胞簇的生長能作為結構的功能，同時也預測了標志一個不同配置過渡到下一個配置的關鍵簇的大小。