研究表明，癌细胞在转移时软化
当癌细胞转移时，它们通常会通过血流到达远处的组织或器官，然后通过挤压血管壁逃离，进入转移部位。麻省理工学院的一项研究表明，肿瘤细胞在这一过程中变得更加柔软。
研究结果表明，预防的药物细胞软化可能会减缓或阻止转移。据估计，90%死于癌症的患者都有转移性肿瘤癌症。
“我们一直认为，如果我们能够识别癌细胞必须克服的障碍，形成转移性肿瘤，那么新药可以被发现，生命可以挽救，“罗杰克姆，塞西尔和Ida绿色杰出教授的生物和机械工程教授和研究的作者。
麻省理工学院研究生安雅·罗伯茨(Anya Roberts)是这篇论文的主要作者生物力学杂志。马里兰大学(University of Maryland)生物工程副教授朱利亚诺·斯卡切利(Giuliano Scarcelli)是该研究的高级作者。麻省理工学院的其他作者包括Peter So，他是麻省理工学院的教授机械工程和生物工程，以及机械工程系研究科学家Vijay Raj Singh。
挤压的
后肿瘤细胞进入血液循环，它们被运送到身体的另一个位置在那里它们可以经历一个叫做内皮细胞迁移的过程。这发生在两个相邻细胞之间挤压时内皮细胞(构成血管的细胞)，进入组织并开始繁殖。2013年，卡姆的实验室首次能够利用毛细血管的显微模型来探索这一过程，这使他们能够成像癌症细胞通过血管壁进入周围的细胞外基质。
该研究和新论文都是麻省理工学院和其他地方持续努力的一部分生理变化当癌细胞转移时就会发生。在这项新研究中，麻省理工学院和马里兰大学的研究人员开始验证他们的假设，即细胞在跨内皮细胞迁移过程中会变软，使它们更容易挤过内皮细胞之间的缝隙。
为了探索这种可能性，研究人员创建了一个血管内壁的3D组织模型。该模型包含一层内皮细胞，在胶原凝胶层之上，模拟细胞外基质。研究人员将三种不同类型的侵袭性、转移性肿瘤细胞——肺癌细胞、乳腺癌细胞和黑素瘤细胞——放置在内皮层上，并在细胞穿过内膜时测量它们的机械性能。
许多现有的测量细胞刚度的技术，包括原子力显微镜这就需要与细胞进行物理接触，从而改变细胞的机械特性。为了避免这种干扰，研究人员决定使用两种光学技术，这两种技术不需要与被研究的细胞进行任何接触，同时也可以测量细胞核——细胞内部最坚硬的部分。
这些光学技术中的第一种称为布里渊共聚焦显微镜，可以揭示在3D环境中如何随时间改变电池的机械性能。该技术测量在与材料的刚度相关的材料中与密度波动相互作用时光散射的光线。
第二种技术，称为共焦反射定量相显微镜，测量细胞膜和核膜的热波动。较软的膜波动较大，较硬的膜波动较小。
使用这两种技术，研究人员发现，他们所研究的所有类型的癌细胞在穿过模拟血管壁时明显变得更软。总的来说，肺、皮肤和乳腺癌细胞分别软化了30%、20%和20%。这些细胞的细胞核分别软化了32%、21%和25%。
这种软化在细胞开始迁移(这一过程也称为外渗)两到三小时后开始，24小时后细胞仍然是柔软的。研究人员怀疑，这些软化的细胞在生物学上也可能不同于原始肿瘤细胞，使它们对常规化疗产生耐药性。
“这种软化可能使这些肿瘤细胞存活下来，迁移到新的组织位置，并建立二次转移部位，”罗伯茨说。
扰乱转移
目前还不清楚是什么原因导致细胞变软，但研究人员怀疑，这可能是由位于细胞核的染色质结构的变化引起的，染色质由DNA和蛋白质组成。
研究人员希望他们的工作可能导致开发新药，这些药物可能会干扰细胞软化，从而破坏转移。
“有可能一些化疗药物会改变肿瘤细胞的核力学特性，并软化它们，”罗伯茨说。“这是一个具有挑战性的问题，但值得努力。如果一个人可以有选择地变硬肿瘤这些细胞可能会抑制转移的形成。”
进一步探索
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