在轉(zhuǎn)移過程中，癌細胞積極與新組織的微環(huán)境相互作用。轉(zhuǎn)移性癌細胞如何對次生組織中的新環(huán)境做出反應是癌癥研究中的一個關鍵問題，但仍然難以捉摸。最近，香港科技大學(科大)的研究人員與他們的國際合作者一起，發(fā)現(xiàn)了不同硬度基質(zhì)中轉(zhuǎn)移癌細胞的新機械機制，這可能有助于開發(fā)轉(zhuǎn)移癌細胞和癌癥的診斷工具療法。
該研究于2020年9月18日發(fā)表在《物理化學快報》雜志上。
在這項研究中，由科大物理系及生命科學部助理教授 Hyokeun Park 教授領導的研究團隊使用聚丙烯酰胺 (PAA) 基質(zhì)模擬從軟腦到骨骼等多種組織的機械剛度，并測量Park教授的團隊在香港科技大學建造了先進的成像技術和最先進的磁力鑷子，研究單個轉(zhuǎn)移性乳腺癌細胞(MDA-MB-231細胞)對不同剛度的機械反應。
使用單分子張力傳感器，他們發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)移性乳腺癌細胞會改變其粘著斑張力以適應新環(huán)境，而不管硬度如何，正常乳腺細胞(MCF-10A細胞)都會保持相似的張力。他們還使用磁力鑷子測量了單個轉(zhuǎn)移性乳腺癌細胞的粘彈性，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)移性癌細胞在較硬的基底上變得更有彈性，而正常細胞的粘彈性保持相似。
這些結(jié)果表明，轉(zhuǎn)移性乳腺癌細胞具有更強的適應不同組織機械環(huán)境的能力。
“轉(zhuǎn)移性乳腺癌細胞如何從軟組織到硬組織界面(如大腦到骨骼)遷移和增殖不同硬度的次生組織，是癌癥研究中的一個關鍵問題，”Park 教授說。“我們的工作解決了轉(zhuǎn)移性乳腺癌細胞如何增殖硬度從 1kPa(類似于大腦)到 50GPa(類似于骨骼)的不同硬度的基質(zhì)，我們發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)移性癌細胞會根據(jù)物理環(huán)境改變其粘彈性，以適應新的物理環(huán)境“并在新環(huán)境中生存。這是癌癥物理學和機械生物學領域的重大成就之一。這些發(fā)現(xiàn)將有助于開發(fā)轉(zhuǎn)移性癌細胞的診斷工具，并最終有助于癌癥的治療。”
這項工作是與萊斯大學的 Ching-Hwa Kiang 教授、深圳先進技術研究院的 Jun Chu 教授和香港科技大學物理系的 Ophelia Tsui 教授合作完成的。
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