正如埃伯斯紙莎草紙中所描述的，古埃及人已經(jīng)知道觸診——觸摸硬化的腫塊——可以幫助診斷乳腺癌。觸診仍然是乳腺癌早期篩查的重要組成部分。另一方面，對單個癌細胞的測量表明，它們比它們起源的健康上皮細胞更柔軟，這可能使它們能夠更好地轉(zhuǎn)移到致密的人體組織中。由萊比錫大學軟物質(zhì)物理系領(lǐng)導的國際合作項目弄清了這個明顯的悖論，現(xiàn)已在《自然物理學》雜志上發(fā)表了研究結(jié)果。
為了在健康組織中生長，腫瘤必須取代周圍組織。為此，它必須產(chǎn)生機械穩(wěn)定的阻力才能獲得空間。另一方面，單個癌細胞的高度可變形性有利于侵入其他組織。這些相互矛盾的需求在惡性腫瘤中得到滿足，因為癌細胞在機械上變得更加異質(zhì)和柔軟，采用了一種以前未知的新材料狀態(tài)，結(jié)合了固體和液體的優(yōu)點。
萊比錫大學軟物質(zhì)物理系的物理學家 Thomas Fuhs 博士是該研究的主要作者，他解釋說：“乳腺癌和宮頸腫瘤患者樣本顯示出更大范圍的機械特性，這將癌細胞推向更軟的細胞，甚至盡管整個腫瘤仍然是實心腫塊。”
在計算機模擬的推動下，研究人員在癌細胞簇中發(fā)現(xiàn)了由大量活動的軟細胞包圍的剛性固定細胞小島。柔軟的細胞可以自由移動，幾乎像液體一樣，而僵硬的細胞則互相阻礙移動，像漏斗中的咖啡豆一樣相互擠壓。腫瘤中的癌細胞簇形成一種新的物質(zhì)狀態(tài)，在這種狀態(tài)下，在軟細胞的流體環(huán)境中，只有少數(shù)硬細胞固體島足以使組織表現(xiàn)為機械穩(wěn)定的固體而不是液體，盡管大多數(shù)移動的軟癌細胞。硬細胞島由軟細胞的機械應(yīng)力橋連接。這種狀態(tài)使組織充分穩(wěn)定以允許腫瘤生長，同時為柔軟的、
“在乳腺腫瘤中，變得更軟的細胞實際上形成了比原始組織更硬的結(jié)構(gòu)，這一悖論只是表面上的矛盾。這種效果進一步增強，因為這里主要是健康乳房中非常柔軟的脂肪細胞與細胞相比比健康的上皮細胞更軟，但仍然比脂肪細胞硬得多，”萊比錫大學的 Josef Alfons Käs 教授解釋說。
在其他癌癥中，例如宮頸癌，健康組織和腫瘤組織的宏觀剛度沒有差異。然而，即使在這些癌中，個體癌細胞彈性分布更廣，導致新的機械狀態(tài)，允許機械穩(wěn)定的腫瘤包含高度能夠轉(zhuǎn)移的活動細胞。研究人員假設(shè)這可能適用于所有實體瘤，因此也適用于所有癌癥患者的 92% 。
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