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防止肿瘤转移的关键可能是膜

一种生物膜具有类似气球的弹性,有助防止癌细胞转移。图片来源:Jose-Luis Olivares, MIT

癌细胞要转移,首先必须突破肿瘤自身的防御。大多数肿瘤都有一层保护性的“基底”膜—— 一种薄而柔韧的薄膜,能在癌细胞生长和分裂时将其固定在原位。在扩散到身体的其他部位之前,这些细胞必须突破基底膜。

现在,美国麻省理工学院研究人员已经探测了乳腺癌肿瘤的基底膜,他们发现,这层看似脆弱的薄膜和塑料膜一样坚韧,但却惊人地像派对气球一样有弹性,可以膨胀到原来的两倍。而且,基底膜会随着膨胀而变硬。研究人员表示,这种硬而有弹性的特性可以帮助基底膜控制肿瘤的生长,它们至少在一定程度上可以抑制肿瘤的生长和扩散或转移。

近日,发表在美国《国家科学院院刊》上的这项,可能为预防肿瘤转移开辟了一条新途径。肿瘤转移是癌症相关死亡的最常见原因。

该研究的主要作者、麻省理工学院机械工程副教授 Ming Guo表示:“现在我们可以想办法添加新材料或药物来进一步增强这种硬化效果,并增加膜的韧性,以防止癌细胞突破。”

为了测量薄膜的特性,科学家使用了原子力显微镜(AFM),他们使用一个微小的机械探针轻轻推薄膜的表面,使表面变形所需的力可以让研究人员了解材料的阻力或弹性。但是,由于基底膜非常薄,很难从下层组织中分离出来,除了下层组织外,很难从AFM测量中了解膜的电阻是多少。

相反,该团队使用了一种简单的技术,类似于吹气球,来隔离薄膜并测量其弹性。他们首先培养了人类乳腺癌细胞,这些细胞会自然分泌蛋白质,形成一层膜,围绕着一组被称为肿瘤球状体的细胞。他们在每个肿瘤中插入了一根玻璃微针,在可控压力下给肿瘤注入液体,使细胞膜脱离细胞,像气球一样膨胀。

该团队计划测量在癌症发展的不同阶段膜的特性,以及它在健康组织和器官周围的行为。他们还在探索修改膜的弹性的方法,看看使它变硬是否会阻止癌细胞突破。

相关论文信息:http://dx.doi.org/10.1073/pnas.2022422118