Nature子刊：癌轉(zhuǎn)移的兩種行軍方式
日期：2014-08-19 09:36:48
為了研究腫瘤細(xì)胞的侵襲機制，科學(xué)家們設(shè)計了一個微小的設(shè)備，將其作為細(xì)胞們的障礙賽場地。
在上皮-間充質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)化（EMT）過程中，組織中彼此粘附的上皮細(xì)胞，會轉(zhuǎn)變成為可以具有較強遷移能力的間充質(zhì)細(xì)胞。在胚胎發(fā)育中EMT是一個有益的過程，細(xì)胞通過EMT在胚胎中移動并建立特化的組織。不過近年來人們發(fā)現(xiàn)，EMT也在癌轉(zhuǎn)移中起到了關(guān)鍵性的作用。
研究人員通過特殊的微觀設(shè)備模擬腫瘤周圍的組織，并讓正在經(jīng)歷EMT的癌細(xì)胞進入場地。他們在此基礎(chǔ)上成像了癌細(xì)胞的遷移過程，并將結(jié)果發(fā)表在八月十七日的Nature Materials雜志上。
“人們對EMT的作用機制及其與腫瘤擴散的關(guān)系一直很感興趣，不過此前還沒人真正見過這一過程，”文章的第一作者，Brown大學(xué)的助理教授Ian Y. Wong說，他完成這項研究時還是麻省總醫(yī)院的一名博士后，“我們在仿生系統(tǒng)中對這些細(xì)胞進行了成像分析。”
這項研究顯示，癌細(xì)胞主要有兩種移動模式：大部分細(xì)胞團結(jié)在一起共同緩慢前進，少數(shù)細(xì)胞擔(dān)任先鋒沖在最前面。
與癌癥有關(guān)的死亡十有八九都是癌轉(zhuǎn)移造成的，因此理解EMT癌細(xì)胞的遷移機制非常重要。此外，研究人員也希望能夠利用上述設(shè)備，對抑制遷移的藥物進行初步測試。
細(xì)胞的一場障礙賽研究人員開發(fā)的微觀設(shè)備包括一個半毫米見方的平板，其上覆蓋著微小的柱體陣列。這些柱體直徑大約10微米，相互間隔約10微米，留下了足夠的空間給細(xì)胞通過。他們利用顯微鏡和延時攝影技術(shù)，跟蹤癌細(xì)胞跨越平板的整個過程。
“這個設(shè)備相當(dāng)于細(xì)胞的障礙賽場地，”Wong說。“其中的柱體大小和間隔高度可控，因此我們可以進行統(tǒng)計學(xué)分析，并對細(xì)胞的移動方式進行分類。”
研究人員選取了良性腫瘤細(xì)胞（上皮性），然后添加化合物誘導(dǎo)這些細(xì)胞發(fā)生EMT轉(zhuǎn)變，并將它們放入障礙賽場地。
研究顯示，大約84%的細(xì)胞聚集在一起緩慢前進，另外16%的細(xì)胞遙遙領(lǐng)先，快速通過平板。令研究人員感到驚訝的是，他們發(fā)現(xiàn)聚集成群的一些細(xì)胞重新開始表達上皮性蛋白，有倒退回上皮細(xì)胞的傾向。人們或許可以在此基礎(chǔ)上開發(fā)藥物，通過逆轉(zhuǎn)EMT減弱癌細(xì)胞的侵襲性。
研究人員還指出，這項研究中的微型場地可以為癌癥研究和藥物試驗提供幫助。“這一技術(shù)可以廣泛用于臨床前研究，在不同的癌細(xì)胞系和患者樣本中，對抗遷移藥物進行測試，”Wong說。
