“超级癌细胞”为何容易扩散?

当地时间12月2日,英国雷丁大学的研究人员在《英国皇家学会学报B》杂志上发表论文称,癌细胞可以感知周围环境进行移动、隐藏,并形成新肿瘤,而且,它们可以灵活“开关”这种感知能力。对周围环境的敏感性是部分癌细胞更易扩散的关键原因。

这项研究有助于解释为什么某些癌症更具攻击性,甚至可能在未来帮助医生们在“超级癌细胞”扩散之前进行靶向治疗,从而为癌症患者创造更大的康复机会。

研究人员结合进化生物学和人工智能技术开发了一种新方法,可以更详细地研究癌细胞的运动和形状。这种计算机视觉分析新方法也可以用于其他场合,例如测量血凝块的形成或跟踪精子细胞的运动。

科学家们首先使一株乳腺癌细胞经过自然选择过程,进化出具有增强迁移或增强定植特征的细胞集合。一些细胞被放入“障碍赛道”中,模仿人体中的迁移过程,其中最成功的被定义为具有增强迁移特性的细胞。另一些细胞则在大鼠的肺中生长,其环境与肿瘤形成的组织相似,这一过程用于培养具有增强定植特征的细胞。

随后,研究人员将这两组细胞与对照组细胞进行比较,并通过计算机程序观察了培养皿中细胞的形状及行为。

结果发现,那些紧密聚集在一起的细胞群的形状变更速度更快,更能避开邻近的细胞。而在细胞分布相对稀疏的环境中,它们的形状变更频率较低。

这表明,有些癌细胞能够根据周围环境提高(或降低)空间意识,以保证自身在环境中的扩增、迁移效率。

研究领导者、雷丁大学的数学生物学家George Butler说:“与健康的人类细胞不同,人们一直认为癌细胞在癌症早期就失去了环境感知能力,这意味着它们被蒙住了眼睛,专注于复制形成原发肿瘤。我们的观察首次表明,一些癌细胞能够重新启动这种能力,摘掉眼罩,更有效地移动、扩散。它们可以调整自身形状,更有效地绕过血管壁或其他竞争细胞屏障,在其他地方复制。”

科界原创

编译:花花

审稿:西莫

责编:陈之涵

期刊来源:《英国皇家学会学报B》

期刊编号:0962-8452