再显示组织的微观几何形状如何影响癌症的扩散
俄勒冈州立大学的研究发现一个关键机制背后人类最致命的生理过程之一:恶性肿瘤细胞的运动从一个身体的一部分到另一个地方。
发表在《美国国家科学院院刊》上太阳,研究由俄勒冈州立大学生物物理学家波显示组织的微观几何扮演的角色癌症转移,内部传播的疾病负责所有癌症死亡的95%。
开发新药,有效地打击转移,至关重要的是要了解什么指导的转移过程中,太阳说。
“我们的结果显示纤维组织的水平对齐,尤其是胶原纤维排列,是一个至关重要的部分发生了什么,”太阳说。
胶原蛋白是一种蛋白质,作为人体结缔组织的主要成分,它支持,保护,并提供结构体内其他组织和器官。胶原蛋白是细胞外基质的重要组成部分,非细胞组织和器官的一部分,作为支架,也执行重要的生化和生物力学功能。
“临床研究表明,组织的微观几何与乳腺癌的发展显著相关,”太阳说。“我们的研究揭示了潜在的生物物理机制。在精密医学的时代,我们认为考虑到病人的组织的物理性质可以转移性疾病的预测和治疗的关键。”
相关性是由于细胞的现象被称为“接触指导”,这是类似于越野徒步旅行者试图选择一个路线基于地形的轮廓和网络在地上倒下的树木。
”在导航三维细胞外基质纤维不一定平行,细胞整合多个指导线索并不总是清晰的,有时是相互矛盾的,”太阳说。“理解细胞反应的机制和限制不完美指导信号预测和工程细胞behaviors-i.e至关重要。,为病人提供一个精确的诊断,预后和治疗。”
¬¬在这个研究中,太阳和合作者在俄勒冈州立大学,加州大学圣地亚哥分校和东北大学发现,乳腺癌细胞可以在两种截然不同的状态之间切换:间叶细胞,细胞形状是细长的,和amoeboidal更圆。
”间充质状态,细胞组织纤维的取向,效果是最强的纤维排列的级别最高,”太阳说。“在amoeboidal状态,相同的细胞,而随机移动。的另一部分是两种状态之间的转移率也由组织纤维alignment-strong水平对齐导致更倾向于间充质细胞保持状态。”
合作与太阳研究生研究助理Jihan金姆和博士生克里斯托弗·艾迪的俄勒冈州立大学物理系,拥有一系列曹、加州大学圣地亚哥分校的绳索Wouter-Jan Youyuan邓和赫伯特·莱文的东北部。
美国国防部,美国国家科学基金会和国家一般医学科学研究所的这项研究支持,它建立在太阳的早期研究显示人类细胞,包括癌症细胞,可以机械地和永久地改变他们的环境,从而影响一系列生理过程转移到胚胎发展的伤口愈合。
在阳光的研究,发现一个对乳腺癌细胞可以增加当地的纤维密度矩阵重组胶原蛋白的150%以上。
“机械改造是早期事件触发级联放大事件导致化学改造,”太阳说。“患有乳腺癌,一块可以感觉,因为癌症已经巩固了一个大区域。我们的组织是想放松吗癌症cell-generated压力,这样经过恢复老化。”
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