3D肿瘤模型：细胞快速喷射的严重后果

时间：2022-03-21 00:00:00 来源：网络整理

3D肿瘤模型：细胞快速喷射的严重后果

研究人员设计了他们的模型系统，利用他们可以控制的简单3D组织中的子宫颈癌细胞团块，使他们能够系统地研究细胞在不同压力和环境中的行为。通常，单个细胞为了移动会对周围环境施加压力，而集体运动是由细胞间的力量协调的，因为它们会粘在一起。然而，这个新的模型允许研究人员测量其他促进细胞运动的机制，例如体内不同区域之间的压力差异。

利用成像技术，科学家们甚至可以在单个细胞的水平上跟踪肿瘤的变形，研究人员发现，软基质中压力的增加会触发细胞肿胀，从而驱动与细胞间黏性无关的协同细胞运动。在将三维的宫颈癌细胞团嵌入软胶原基质8小时后，它们会突然迅速涌出癌细胞。这种液体状的推动机制表现出很高的细胞速度和突然的超扩散运动，就像当你把拇指按在上面时，软管会喷出水一样。事实上，这种快速爆发似乎杀死了大约80%的细胞，但令人惊讶的是，剩下的细胞在接下来的四天里成功地嵌入了相同的环境，并繁殖。这意味着在最初的细胞破裂后，剩余的活细胞仍然可以大量分裂和迁移。重要的是，当这种情况发生在一个人的体内时，会被证明是极其危险的，通常会击败目前的癌症治疗方法，”哥根廷大学生物物理研究所的蒂莫·贝兹教授解释说。

植入更硬的胶原蛋白的肿瘤模型却没有同样的表现。事实上，即使在7天之后，也完全没有爆发，这表明组织中的压力差是影响的重要部分。研究人员能够触发硬胶原蛋白“细胞破裂”的唯一方法是在特定区域引入弱点。

在这个新观察到的现象中，细胞成群膨胀增加了内部压力，将癌细胞推向基质中抵抗力较弱的区域。“这种压力驱动效应可能为体内的原发肿瘤提供了一个特殊的优势:它使它们能够突破第一道膜屏障，并使它们有机会扩散到身体的其他部位，或转移，”贝兹说。他补充说:“这为压力驱动效应提供了新的证据，可以帮助我们更好地理解参与细胞和组织运动以及癌细胞入侵的机械力量。理解这种细胞群运动是描述和治疗癌症和类似疾病的基础。”

Swetha Raghuraman, Ann‐Sophie Schubert, Stephan Bröker, Alejandro Jurado, Annika Müller, Matthias Brandt, Bart E. Vos, Arne D. Hofemeier, Fatemeh Abbasi, Martin Stehling, Raphael Wittkowski, Johanna Ivaska, Timo Betz. pressure Drives Rapid Burst‐Like Coordinated Cellular Motion from 3D Cancer Aggregates. Advanced Science, 2022; 9 (6): 2104808

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