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摘要:乳腺癌细胞附着在一层胶原的表面。X.Trepat/IBEC)肿瘤和其他生长组织的扩散揭示了一种全新的物理学类型。特雷帕特和佩雷斯·冈萨雷斯说,他们下一步将进一步深入研究主动润湿的奇怪物理现象,目前还鲜为人知。研究人员的发现是基于在实验室用人乳腺癌细胞做的实验。研究人员想知道这种蛋白质是如何调节组织或细胞群内的张力的。
肿瘤和其他生长组织的扩散揭示了一种全新的物理学类型。
在9月24日发表在《自然物理学》杂志上的最新研究中,科学家们发现活细胞通过一种以前未知的称为“主动湿润”的过程从2D片过渡到3D块活跃的湿润可能能够解释癌症扩散的原因和方式。
“如果我们能找到在真实的肿瘤中选择性地改变这些力的 ... ,这是一项非常困难的任务,我们可以设计一种治疗 ... 来避免癌细胞扩散,”西班牙加泰罗尼亚生物工程研究所(Institute for Biomeengineering of Catalonia)的研究合著者泽维尔·特雷帕特(Xavier Trepat)说,西班牙拉古纳大学的卡洛斯·佩雷斯·冈萨雷斯在一封电子邮件中告诉《现场科学》。[10做和不做的是降低你的癌症风险]
主动物理学任何一种医学应用的发现是一个漫长的道路。特雷帕特和佩雷斯·冈萨雷斯说,他们下一步将进一步深入研究主动润湿的奇怪物理现象,目前还鲜为人知。
研究人员的发现是基于在实验室用人乳腺癌细胞做的实验。Trepat和Pérez González说,这一切都是从一种叫做E-钙粘蛋白的蛋白质开始的,这种蛋白质能在细胞之间提供粘附。研究人员想知道这种蛋白质是如何调节组织或细胞群内的张力的。他们没想到的是,组织内的张力会变得如此之高,以至于他们的组织片会自发地从作为基质的胶原涂层凝胶上分离出来,并缩回成球状。
“我们第一次观察到这种现象,我们不确定它是如何发生的,也不知道为什么会发生,研究人员告诉《生活科学》杂志。
研究人员将主动润湿与所谓的被动流体的行为进行了对比,在被动流体中没有生物结构来改变流体流动。通常,在被动流体中,一组称为Navier-Stokes方程的物理方程决定了流体动力学。在被动流体中,从二维薄片到三维球体的转变称为结露。相反,一个三维球体展开成二维,称为湿润。润湿或结露的发生是由界面的表面张力决定的,
但是当研究人员在他们的实验中处理癌细胞时,他们发现癌细胞的行为并不像正常的液体在被动的湿润和脱水中那样。这是因为从组织的收缩性到细胞基质的粘附性,有许多活跃的过程决定着细胞是向上还是向外扩散,研究人员发现,
扩散润湿阶段和芭蕾舞脱湿阶段之间的过渡取决于细胞间作用力和附着在基质上的作用力之间的竞争,研究人员说,
在这里,乳腺癌细胞开始从表面分离,形成一个球体,肌动蛋白细胞骨架(红色)将键延伸到基质(绿色)。(IBEC)癌症转移
组织以多种方式生长和移动,包括在正常发育期间。但活跃的润湿转变是重要的,因为这是细胞从一个封闭的球形转变为一个展开的扁平的Trepat和Pérez González说的关键时刻。换句话说,一旦肿瘤的圆形球体扩散并附着在表面,肿瘤就能进一步扩散。
“我们的研究结果建立了一个全面的框架,以了解哪些力量对肿瘤的侵袭是重要的,”研究人员说。下一阶段工作的一部分将是把这些研究从实验皿中移出
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