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细胞出版社

摘要

癌细胞从身体的一部分向另一部分扩展的过程称为转移，是癌症患者中造成死亡的主要原因。一项于4月26日发表于生物物理杂志的研究目前揭示了为什么有些癌细胞可能比其他癌细胞更易于转移。调查结果表明，乳腺癌细胞通过在其他阻塞它们到原发肿瘤的退路的细胞周围滑动而扩散到身体的其他部位。

 “我们展示了一种用于测量细胞能够如何滑动的定量尺，”东北大学的资深研究作者阿南德·阿斯塔哥里表示。“通过对这种细胞行为进行量化，我们不仅能够辨别如此途径能够调节滑动，而且能够了解调节的力度。这为寻找最强大的遏制这种入侵行为的推动者打开了大门。”

为了侵入体内的其他组织，癌细胞沿着作为原始肿瘤外的一条路径的胶原蛋白纤维进行迁移。但是这些纤维非常狭窄，并且这个微环境中挤满了其他细胞，因此人们一直不清楚转移的癌细胞是如何穿过障碍并且驾驶这个空间有限的环境的。

 “请记住，每个细胞都有10-15微米宽，并且将寻找一种方式滑过邻近的一个同样也是10-15微米宽的细胞。并且它们是在5微米宽的轨道上完成这一切工作的，”阿斯塔哥里表示。“他们在物理上挤压、扩展以及环绕的方式非常了不起，并且是一个迷人的生物物理问题。我们对于细胞是如何完成这个工作的力学和调控以及为什么癌细胞特别擅长这个工作非常感兴趣。”

为了回答这个问题，阿斯塔哥里和他的研究小组覆盖了一个具有纤维连接蛋白微图案线条的玻璃表面，然后利用延时显微镜来研究沉积在粘合纤维细胞对之间的碰撞。在只有6微米或9微米宽的微图案上，模拟肿瘤的环境条件，99%的正常乳腺细胞会停止并且会在与其他细胞进行身体接触时向相反方向移动。相比之下，大约一半的转移性乳腺癌细胞会通过滑过其他细胞来回应碰撞，沿着蛋白质轨道保持着它们的迁徙路径。

然而，无论是当研究人员将微细图案的宽度增加至33微米，或是降低了E-钙粘蛋白的水平——将细胞结合在一起的粘膜蛋白，正常的乳腺细胞都更加容易地滑过其他细胞。同时，增加E-钙粘蛋白的水平降低了转移性乳腺癌细胞的滑动行为。

进一步的实验表明，PARD3、ErbB2和TGFβ——涉及转移的蛋白质——会相互合作来调节细胞的滑动行为。两者合计，结果证明细胞滑动在支持迁移中的关键作用，以及令此情况发生的分子途径的关键作用。

在今后的研究中，测试研究结果是否延伸到更加复杂的模仿肿瘤环境的现实条件中是非常重要的，在这个复杂的环境下不同类型的细胞通常会相互碰撞。至于他们自己的部分，研究人员计划进一步探索深层分子机制并且测试他们开发的系统是否能够被用作寻找抑制细胞滑动的分子靶向的一个筛选平台。

 “由于我们的研究结果为测量遗传扰动滑动的程度提供了一个标尺，因此它提供了一个方式来排序分子途径并且确定了对潜在滑动具有协同作用的基因组合，”阿斯塔哥里表示。“滑动，并且我们认为更广泛地说是侵袭，是一个逐步累积的性质，其中每个促癌事件都测量式地改变着侵袭的程度。拥有一个标尺能够令我们量化细胞转移的距离以及一个疗法相对于另一个疗法的有效程度。”

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参考文献：

Milano et al. Regulators of Metastasis Modulate the Migratory Response to Cell Contact under Spatial Confinement. Biophysical Journal, 2016 DOI: 10.1016/j.bpj.2016.02.040