粘附性,收缩性使转移细胞抵靠谷物

加州大学圣地亚哥和圣地亚哥州立大学的生物工程已经发现了一种关键特征,使癌细胞从典型的细胞行为中断,并从肿瘤中迁移远离肿瘤,脱落在转移过程中并提供新的癌症疗法的目标。
已经详细记录了细胞通常从更疏远的组织迁移到细胞外基质内的更常变的区域 - 一种称为杜拉西斯的过程。转移性癌症细胞是该规则的罕见例外,远离肿瘤组织脱水组织,并在迁移时传播癌症。可以使这些细胞显示出这种非典型行为,称为Adurotaxis,并迁移远离肿瘤尚未得到很好的理解。
建立上一篇上去以前的研究由UC San Diego教授Adam Engler的实验室领导,发现弱粘附或更少的粘性,细胞迁移和侵犯了其他组织,比强烈的贴壁细胞更远,该团队现在表明这些弱依赖性的收缩性细胞是使它们移动到较少的组织。通过化学减少弱粘附细胞的收缩性,它们变得致畸,迁移到纤维组织;增加强粘附细胞的收缩力使它们迁移到刚度梯度。研究人员在3月9日报告了他们的调查结果细胞报告。
“这里的主要外卖是那些不遵守的,更多的收缩细胞是不表现出典型的跨统计行为的那些,”Benjamin yeom表示,生物工程博士说。在UC San Diego和SDSU的联合计划中的学生,以及该研究的第一作者。“但是,除此之外,我们在几种不同类型的癌症中看到这一点,这使得可能在不同类型的癌之间的这种平分性的可能性,这可能是更普遍的癌症的目标。”
为了了解最能够实现这种非典型行为的东西,yeomer第一次使用在生物工程帕拉格卡塔拉在机械工程系中的实验室开发的计算模型,试图确定能够对刚度梯度移动的细胞不同的东西。该模型表明,改变细胞的收缩力可以在一定刚度的环境中调节细胞的粘附强度,这会改变它们的致畸性能力。为了确认计算结果,yeomer使用了一种微流体流量室装置,专为先前的Engler实验室的细胞粘附研究,实验了真实癌细胞的收缩性乳腺癌,前列腺癌和肺癌细胞系。
“它完美地工作,”纸张的共同对应作者Katira说。“这真是一个理想的合作,你有实验结果这表明有些东西不同;然后你有一个计算模型预测它并解释了为什么发生某些事情;然后你回去做实验,实际测试它是否正在进行。所有这些块都陷入了适当的地方,以带来这个有趣的结果。“
用于测试计算理论的平行板流量室装置是由Engler实验室的工程师设计依赖于细胞转移和癌症复发的影响,并在2020年2月中首次在癌症研究中描述。使用本专利申请者,研究人员现在基于粘合强度的隔离细胞,并将它们播种到具有交替的柔软和硬质型曲线的PhotoPattned水凝胶。研究人员使用时间流逝视频显微镜观察细胞如何移动,并且发现强粘附的细胞会杜拉克斯,移动到更硬的部分,而弱粘附的细胞将迁移到更柔软的组织。
在调查细胞内的几种潜在机制后,能够实现这种行为,该团队专注于合成性作为其Adurotax能力的关键标记。通过调节细胞内的活性肌蛋白电动机的数量 - 收缩能力的标志物 - 它们能够得到预先的跨栓素细胞,以迁移远离纤维组织,并且先前的微统计,弱粘附细胞迁移到刚度梯度。
研究人员希望这项工作以及微流体细胞分选装置的进一步发展,将来会更好地评估疾病预后。它们的最终目标是能够使用平行板流量室作为测量患者细胞的转移潜力的方法,并使用作为癌症复发的预测因素以推动更有效的治疗和结果。
“了解治理许多不同肿瘤类型的侵袭的机制使我们能够更好地使用该装置对肿瘤的弱粘附性和百分比进行分类和计数细胞,这可能与患者结果不良,”生物工程教授Adam Engler说在纸上的UC San Diego和Co-Convendder作者。
研究人员警告说,这种发现并不排除其他机制在细胞转移中发挥作用。然而,它确实突出了坚持和收缩合作的重要作用,这需要进一步研究。
“这一点不是说别的东西可以驱动远离肿瘤的细胞,”卡塔拉说。“可能是转移的其他驱动因素,但这显然是一种重要的机制,细胞可以在肺,乳房和胰腺中进行这种情况癌细胞告诉我们这是普遍的。“
展望未来,工程师计划研究可能有助于Adurotaxis的其他参数;研究不同类型肿瘤环境对细胞的Adurotax能力的影响;并从个体细胞比例转向人口规模,看看如何粘附和收缩功能,并且可以在有混合人群时调制细胞具有独特的机械性能。
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