「Nature 子刊」揭開癌細胞遷移的神秘面紗

由轉化醫學網發佈 2022-07-18T12:36:37.011749+00:00

本文為轉化醫學網原創，轉載請註明出處作者：Sophia導讀：你有沒有想過為什麼你的身體不同部位感覺或硬或軟，這對你的健康意味著什麼呢？你是否知道細胞如何感知組織僵硬以引導細胞遷移是發育，纖維化和癌症的基本問題？你可曾了解細胞遷移的機制和組織僵硬對細胞定位和轉向有什麼影響？

本文為轉化醫學網原創，轉載請註明出處

作者：Sophia

導讀：你有沒有想過為什麼你的身體不同部位感覺或硬或軟，這對你的健康意味著什麼呢？你是否知道細胞如何感知組織僵硬以引導細胞遷移是發育，纖維化和癌症的基本問題？你可曾了解細胞遷移的機制和組織僵硬對細胞定位和轉向有什麼影響？

例如，來自芬蘭圖爾庫大學的細胞生物學家和一個國際多學科科學家團隊首次揭示了組織僵硬是如何決定細胞定位並調節所有類型的細胞遷移行為，從神經元生長錐轉向惡性癌細胞在腦腫瘤和乳腺癌中的擴散。該研究相關結果發表在《Nature Materials》上，並為阻止和指導癌細胞遷移開闢了新的可能性。

https://www.nature.com/articles/s41563-022-01294-2

細胞遷移

隨著科學研究的進一步發展，科學家們發現，儘管二度性（細胞向增加基質剛度的遷移）已經確立，但我們尚不清楚單個細胞是否可以遷移到更為柔軟的環境。在這裡，藉助微加工的剛度梯度，我們闡述了U-251MG膠質瘤細胞向不太硬的區域的定向遷移的觀點。這種「負趨性（negative durotaxi)」與典型的機械敏感性信號傳導或肌動蛋白收縮力的變化是不一致的。相反，就像基於電機離合器的模型所預測的那樣，遷移到「最佳剛度」區域，細胞可以產生最大的牽引力。和這個模型一樣，負性趨化性可以被選擇性地破壞，甚至被部分抑制肌動蛋白收縮力逆轉。相反，正趨硬性可以通過下調Talin（一個關鍵離合器部件）來降低最佳剛度，從而轉換為負趨硬性。我們的研究結果表明驅動環境依賴性陽性或陰性的分子機制，由細胞的收縮和粘合劑機制決定。

我們的細胞

我們的身體是由數十億個細胞構成的，每個細胞都有其特定的任務和在組織中精心確定的位置。細胞定位受許多因素的調節，包括組織剛性。細胞能夠探測和感知其環境，不同的細胞類型對最佳條件有不同的偏好。感覺像童話故事裡金髮姑娘嘗試熊家的不同床，發現一張床太軟，另一張床太硬，一張床剛好。雖然這已經眾所周知了很長一段時間，但對於研究人員來說，細胞如何能夠將自己引導到最佳環境仍然是一個謎。

博士研究員 Aleksi Isomursu 說：「科學家的普遍認為所有細胞類型都喜歡高剛性環境，並遷移到增加剛度的區域。這一過程被稱為『durotaxis』。」

Isomursu繼續說道：「我在訪問明尼蘇達大學正在進行一項研究項目時，注意到在交替僵硬的工程基質上生長的腦癌細胞顯示出它們轉向柔軟的相反行為。」

這一觀察啟動了一個跨學科研究項目，涉及癌細胞生物學，計算建模和工程，涉及到來自三大洲的研究人員。最終，研究人員發現了所有細胞類型用來引導自己走向最佳環境的基本機制。

研究意義

據圖爾庫大學實驗室的首席研究員Johanna Ivaska教授說：「這項研究的發現引起了眾多研究人員的極大興趣，甚至我們還考慮過推出一個新的術語『mollitaxis』，向軟的遷移。

博士後研究員Mathilde Mathieu用不同類型的藥物進行了實驗，並確定了可能使腦癌細胞停止移動或改變方向的藥物。

細胞遷移機制的鑑定為迄今為止癌症傳播的許多神秘步驟提供了解釋，例如癌細胞如何從乳腺腫瘤的僵硬核心中遷移出來。同時，該機制的發展可能在未來阻止和指導癌細胞遷移方面具有重要的醫學意義。

參考資料：

https://www.nature.com/articles/s41563-022-01294-2

https://phys.org/news/2022-07-cancer-cells-goldilocks-mystery-cell.html

註：本文旨在介紹醫學研究進展，不能作為治療方案參考。如需獲得健康指導，請至正規醫院就診。