一項(xiàng)研究為乳腺組織硬化在乳腺癌發(fā)展中的作用提供了新的見解。加州大學(xué)圣地亞哥分校的生物工程學(xué)家通過研究乳腺細(xì)胞在硬化水凝膠中的反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)有幾種方法可以促進(jìn)乳腺細(xì)胞轉(zhuǎn)化為癌細(xì)胞。這項(xiàng)工作可以激發(fā)治療患者和抑制腫瘤生長的新方法。
該團(tuán)隊(duì)在2月12日發(fā)表在《美國國家科學(xué)院院刊》(PNAS)上的一篇論文中報(bào)告了他們的發(fā)現(xiàn)。
“通過動(dòng)態(tài)調(diào)整微環(huán)境的剛度，我們可以更好地模仿乳腺細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)楸P狀惡性狀態(tài)時(shí)發(fā)生的情況，”加州大學(xué)圣地亞哥分校雅各布斯工程學(xué)院生物工程教授、資深作者Adam engler說。
這項(xiàng)研究是一個(gè)發(fā)展中機(jī)構(gòu)的一部分。研究表明，機(jī)械力——不僅僅是遺傳和生化信號(hào)——在癌癥的發(fā)展和擴(kuò)散中起著關(guān)鍵作用。過去，研究人員發(fā)現(xiàn)剛性組織環(huán)境的體外建模促進(jìn)腫瘤生長。
但是這些模型經(jīng)常指出，恩格爾不應(yīng)該完全重建身體中發(fā)生的事情，因?yàn)樗鼈兪庆o態(tài)的。“組織硬化是一個(gè)動(dòng)態(tài)過程。乳房不僅在開始時(shí)僵硬，而且隨著時(shí)間的推移而發(fā)展，”恩格爾說。
因此，engler的方法是使用一個(gè)材料系統(tǒng)，當(dāng)細(xì)胞在里面時(shí)，可以動(dòng)態(tài)調(diào)整剛度，然后看看細(xì)胞如何響應(yīng)剛度的變化。
“我們?cè)噲D模仿腫瘤發(fā)展過程中的纖維化過程，”Engler Laboratory博士后研究員、該研究的共同主要作者Jesse Placone說?！半S著腫瘤部位的形成，組織的局部僵硬度增加。通過模擬這種動(dòng)態(tài)剛度，我們的系統(tǒng)可以更好地代表體內(nèi)發(fā)生的情況?！?
該團(tuán)隊(duì)使用了一種叫做甲基丙烯酸透明質(zhì)酸的水凝膠，這是一種柔軟的材料，可以通過暴露在自由基和紫外線下得到不同程度的增強(qiáng)。他們首先將水凝膠硬化到足以模仿正常乳腺組織的硬度。然后，他們?cè)谀z中培養(yǎng)乳腺上皮細(xì)胞。細(xì)胞成熟后，凝膠硬度增加至乳腺腫瘤硬度。研究小組指出，這一步驟所需的紫外線輻射量不足以對(duì)細(xì)胞造成損害。
他們發(fā)現(xiàn)僵硬會(huì)觸發(fā)多種途徑，這共同表明乳腺細(xì)胞會(huì)變成癌細(xì)胞。這些途徑的主要參與者包括蛋白質(zhì)TWIST1、TGF-、SMAD和YAP。
“在動(dòng)態(tài)環(huán)境中，我們發(fā)現(xiàn)這些不同的方式是協(xié)同的。僅僅抑制這些途徑中的一種是不夠的，正如以前在靜態(tài)和剛性環(huán)境中的研究所表明的那樣，”恩格爾說?！皬呐R床角度來看，這說明單一藥物治療可能并不適合所有乳腺癌患者?！?
研究小組還發(fā)現(xiàn)，乳腺細(xì)胞亞群對(duì)硬化沒有反應(yīng)。恩格爾說，這對(duì)女性來說是個(gè)好消息，因?yàn)楦綦x環(huán)境造成的細(xì)胞數(shù)量比之前想象的要少。如果將這一結(jié)果轉(zhuǎn)化到患者身上，可能意味著原發(fā)腫瘤更少或更小。
接下來，該團(tuán)隊(duì)計(jì)劃探索抑制這些途徑的候選藥物，并研究它們對(duì)腫瘤進(jìn)展的影響。這項(xiàng)研究主要針對(duì)基因控制的細(xì)胞系，因此該團(tuán)隊(duì)將研究來自患者的細(xì)胞系。
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