新的研究發現了癌細胞如何被吸引到特定的機械“甜點”環境。
科學家們發現，癌細胞可以被吸引到特定的機械“甜點”環境中，這為癌癥如何入侵人體提供了新的見解。這些發現可以幫助科學家和工程師更好地了解癌癥是如何擴散的。這一發現還可能導致未來治療方法的改進。這項研究于2022年7月11日發表在同行評議的多學科科學雜志《Nature Materials》上。這項工作是由明尼蘇達大學雙子城大學的工程師領導的一個國際研究團隊進行的。
根據明尼蘇達大學領導的研究小組之前的一項研究，細胞有能力感知環境的僵硬程度，它們的移動能力取決于環境。這種硬度的范圍從硬(骨組織)到軟(脂肪組織)到中等硬度(肌肉組織)。他們的研究表明，這些細胞可以有一個剛度的“最佳點”，既不太硬也不太軟，在這個位置它們有更好的牽引力，可以移動得更快。在這項研究中，科學家們發現，環境的剛度不僅會影響細胞移動的速度，還會影響細胞移動的方向。
多年來，研究人員認為細胞總是會被吸引到更堅硬的環境中。然而，明尼蘇達大學的科學家們首次觀察到，細胞實際上可以向中間的“最佳點”移動。明尼蘇達大學雙子城生物醫學工程系教授、該研究的資深作者大衛·奧德(David Odde)說:“這一發現挑戰了該領域目前的想法，即細胞只會向更嚴酷的環境移動。我認為這一發現將改變人們對這一現象的看法。我們的數學模型預測，我們已經通過實驗證明，細胞實際上可以向柔軟的一面移動。”
明尼蘇達大學雙子城分校的工程師領導的一項新研究為癌細胞入侵人體提供了新的見解，這可能有助于研究人員了解這種疾病并開發治療方法。上面的視頻展示了癌細胞在24小時內向一個“最佳點”的遷移，這個“最佳點”位于堅硬和柔軟的環境中間。
在研究過程中，Odde和他的團隊研究了腦癌和乳腺癌細胞。他們將細胞放置在兩個環境之間——一個較硬的區域和一個較軟的區域——并觀察它們在哪里聚集。研究團隊還發現，一些細胞，比如他們研究的乳腺癌細胞，有一種反饋機制，使它們在更硬的環境中抓得更緊，這解釋了為什么許多之前的研究顯示，細胞會向更硬的一邊移動。然而，如果你從基因上關閉這種機制，細胞就會更傾向于中間。
Odde說:“我們基本上破譯了癌細胞是如何侵入組織的。它們不是隨機移動的。事實上，它們喜歡以特定的方式移動，如果我們能理解這一點，我們可能會更好地絆倒它們。”研究人員的下一步是利用這些信息建立一個模擬器，來顯示癌細胞是如何在整個腫瘤中移動的，這將幫助他們更好地預測細胞的移動，基于它們的環境。
參考文獻:“Directed cell migration towards softer environments” by Aleksi Isomursu, Keun-Young Park, Jay Hou, Bo Cheng, Mathilde Mathieu, Ghaidan A. Shamsan, Benjamin Fuller, Jesse Kasim, M. Mohsen Mahmoodi, Tian Jian Lu, Guy M. Genin, Feng Xu, Min Lin, Mark D. Distefano, Johanna Ivaska and David J. Odde, 11 July 2022, Nature Materials.