阻止腫瘤細胞運動可以阻止癌症擴散

對腫瘤細胞如何運動的新見解，將極大地有助於開發預防癌症擴散的治療方法。

明尼阿波利斯市明尼蘇達大學(University of Minnesota)的科學家利用實驗模型阻止癌細胞擴散，即使癌細胞已經改變了它們的運動模式。

如果疾病沒有擴散到原發腫瘤之外，那麼消滅癌症的機會就會大得多。

大約90%與癌症有關的死亡是由於轉移，或者腫瘤能夠侵入附近的組織並擴散到身體的其他部位。

通過給醫生更多的時間來處理原發腫瘤，一種阻止癌細胞移動的療法將大大提高生存率。

這項刊登在《自然通訊》(Nature Communications)雜誌上的新研究，可能標誌著這一成就向前邁出了一大步。

癌細胞非常狡猾

研究人員建立了實驗室版本的腫瘤環境，觀察乳腺癌細胞如何在其中移動。

通過藥物，他們試圖通過破壞作為發動機的機制來阻止細胞，從而產生運動的力量。

令科學家們驚訝的是，這些細胞轉變成一種完全不同的運動方式，使它們看起來像「滲出」的小團。

「癌細胞非常狡猾，」資深作者保羅p普羅文扎諾(Paolo P. Provenzano)博士說，他是明尼蘇達大學生物醫學工程系的副教授。他承認，「我們沒有料到這些細胞會改變它們的運動。」

然而，通過同時瞄準兩種細胞運動模式，研究人員「阻止了細胞的運動軌跡」。

普羅文扎諾博士指出，「這就像是我們毀了他們的GPS，所以他們找不到高速公路。」這些細胞只是呆在那裡一動不動。

轉移和細胞運動

轉移是一個複雜的過程，有幾個階段。在每一種情況下，在癌症進展之前必須滿足某些條件。

例如，在侵襲鄰近組織時，腫瘤細胞及其微環境(細胞外基質)均發生重大變化。

大多數細胞都有一定的能力通過圍繞它們的細胞外基質移動，這要歸功於一種複雜的反饋信號，即接觸指導。

科學家在不同的環境中觀察到這種指導，例如傷口癒合和器官的產生和再生。

普羅文扎諾博士和他的團隊表示，接觸指導還有助於癌細胞感知和跟蹤腫瘤中的路徑。他們把這種引導模式比作癌細胞入侵的「高速公路」。

在腫瘤中有很多這樣的模式的人存活率往往較低。

這項新研究的作者指出，醫學界尚未完全理解癌細胞是如何感知接觸指導線索的。

設計的腫瘤微環境

為了研究這些細胞如何識別和遵循這些路徑，研究小組設計了二維微環境，模擬腫瘤中引導線索的模式。

在工程環境中工作大大加快了這種研究。

「通過使用這些受控的網路微環境，我們能夠在數小時內測試數百個細胞運動事件，相比之下，通過對腫瘤成像，在同一時間段內可以檢測一到兩個細胞運動事件，」第一項研究的作者、同樣在該大學生物醫學工程系工作的埃爾德姆d塔布丹諾夫博士(Erdem D. Tabdanov)解釋說。

以下來自明尼蘇達大學的短影片展示了研究人員使用藥物靶向乳腺癌細胞的運動樣運動時發生的情況。細胞轉變成一種流動的、類似淤泥的運動，依賴於不同的機制。

該團隊打算在其他類型的癌症上測試他們的方法，然後在動物身上開始試驗。如果這些進展順利，人體試驗將在幾年內進行。

研究人員還需要研究該方法的其他方面，比如對健康細胞的影響。

「最終，我們希望找到抑製癌細胞運動的方法，同時增強免疫細胞運動來對抗癌症。」--保羅·普羅文扎諾博士