正如埃伯斯紙莎草紙中所描述的，古埃及人已經(jīng)知道觸診——觸摸硬化的腫塊——可以幫助診斷乳腺癌。觸診仍然是乳腺癌早期篩查的重要組成部分。另一方面，對(duì)單個(gè)癌細(xì)胞的測(cè)量表明，它們比它們起源的健康上皮細(xì)胞更柔軟，這可能使它們能夠更好地轉(zhuǎn)移到致密的人體組織中。由萊比錫大學(xué)軟物質(zhì)物理系領(lǐng)導(dǎo)的國(guó)際合作項(xiàng)目弄清了這個(gè)明顯的悖論，現(xiàn)已在《自然物理學(xué)》雜志上發(fā)表了研究結(jié)果。
為了在健康組織中生長(zhǎng)，腫瘤必須取代周圍組織。為此，它必須產(chǎn)生機(jī)械穩(wěn)定的阻力才能獲得空間。另一方面，單個(gè)癌細(xì)胞的高度可變形性有利于侵入其他組織。這些相互矛盾的需求在惡性腫瘤中得到滿足，因?yàn)榘┘?xì)胞在機(jī)械上變得更加異質(zhì)和柔軟，采用了一種以前未知的新材料狀態(tài)，結(jié)合了固體和液體的優(yōu)點(diǎn)。
萊比錫大學(xué)軟物質(zhì)物理系的物理學(xué)家 Thomas Fuhs 博士是該研究的主要作者，他解釋說：“乳腺癌和宮頸腫瘤患者樣本顯示出更大范圍的機(jī)械特性，這將癌細(xì)胞推向更軟的細(xì)胞，甚至盡管整個(gè)腫瘤仍然是實(shí)心腫塊。”
在計(jì)算機(jī)模擬的推動(dòng)下，研究人員在癌細(xì)胞簇中發(fā)現(xiàn)了由大量活動(dòng)的軟細(xì)胞包圍的剛性固定細(xì)胞小島。柔軟的細(xì)胞可以自由移動(dòng)，幾乎像液體一樣，而僵硬的細(xì)胞則互相阻礙移動(dòng)，像漏斗中的咖啡豆一樣相互擠壓。腫瘤中的癌細(xì)胞簇形成一種新的物質(zhì)狀態(tài)，在這種狀態(tài)下，在軟細(xì)胞的流體環(huán)境中，只有少數(shù)硬細(xì)胞固體島足以使組織表現(xiàn)為機(jī)械穩(wěn)定的固體而不是液體，盡管大多數(shù)移動(dòng)的軟癌細(xì)胞。硬細(xì)胞島由軟細(xì)胞的機(jī)械應(yīng)力橋連接。這種狀態(tài)使組織充分穩(wěn)定以允許腫瘤生長(zhǎng)，同時(shí)為柔軟的、
“在乳腺腫瘤中，變得更軟的細(xì)胞實(shí)際上形成了比原始組織更硬的結(jié)構(gòu)，這一悖論只是表面上的矛盾。這種效果進(jìn)一步增強(qiáng)，因?yàn)檫@里主要是健康乳房中非常柔軟的脂肪細(xì)胞與細(xì)胞相比比健康的上皮細(xì)胞更軟，但仍然比脂肪細(xì)胞硬得多，”萊比錫大學(xué)的 Josef Alfons Käs 教授解釋說。
在其他癌癥中，例如宮頸癌，健康組織和腫瘤組織的宏觀剛度沒有差異。然而，即使在這些癌中，個(gè)體癌細(xì)胞彈性分布更廣，導(dǎo)致新的機(jī)械狀態(tài)，允許機(jī)械穩(wěn)定的腫瘤包含高度能夠轉(zhuǎn)移的活動(dòng)細(xì)胞。研究人員假設(shè)這可能適用于所有實(shí)體瘤，因此也適用于所有癌癥患者的 92% 。
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