新闻

亚博技术专业购彩平台

菜单

黏附性和收缩性使转移性细胞能够逆行

恩格勒实验室开发的微流控细胞分选装置允许研究人员根据粘附强度分离细胞。信贷:本杰明自由民

工程师们在加州大学圣地亚哥和圣地亚哥州立大学发现了一个关键特性,允许癌细胞从典型的细胞行为和迁移的硬组织肿瘤,揭示转移的过程和为癌症治疗提供可能的新目标。

有充分的证据表明,细胞通常从较软的组织迁移到细胞外基质中较硬的区域- - - - - -这个过程叫做硬度趋向性。转移性癌细胞是这一规律的罕见例外,它们从较硬的肿瘤组织转移到较软的组织,并在迁移过程中扩散癌细胞。是什么使这些细胞表现出这种非典型的行为,被称为adurotaxis,并从更硬的肿瘤中迁移出来还没有被很好地了解。

建立了先前的研究由工程师们在加州大学圣地亚哥分校教授亚当断的实验室,发现弱附着,粘性,细胞迁移和入侵其他组织强烈多贴壁细胞,研究小组已经表明,这些弱附着细胞的收缩性是什么使他们搬到更少的硬组织。通过化学方法降低弱粘附细胞的收缩性,它们变成硬体,向更硬的组织迁移;增强强粘附细胞的收缩性使它们沿硬度梯度向下迁移。研究人员报告了他们的发现3月9日在细胞的报道

本研究的第一作者、加州大学圣地亚哥分校和圣地亚哥州立大学联合项目的生物工程博士生本杰明·约曼(Benjamin Yeoman)说。“但除此之外,我们在几种不同类型的癌症中看到了这种情况,这开启了一种可能性,即不同类型的癌症之间可能存在这种共性,这可能成为更普遍治疗的目标。”

图像

细胞在阶梯梯度上迁移的示意图。对于硬体定向细胞,较高的牵引力和较长的黏结寿命在硬体侧驱动粘连成熟和向硬体基体的净迁移。对于趋化膜细胞,由于在台阶梯度的软侧有较长的键寿命,所以跨越边界的牵引力平衡。

为了找出这种非典型行为的原因,约曼首先使用了生物工程师帕拉格·卡蒂拉(Parag Katira)在圣地亚哥州立大学机械工程系的实验室开发的计算模型,试图找出能够逆刚度梯度移动的细胞的不同之处。模型表明,在一定刚度的环境下,改变细胞的收缩力可以调节细胞的粘附强度,从而改变细胞趋硬的能力。为了证实计算结果,约曼使用了一个微流体流室装置,该装置是为恩格勒实验室之前的细胞粘附研究而设计的,它对来自乳腺癌、前列腺癌和肺癌细胞系的真实癌细胞的收缩性进行了实验。

这篇论文的共同通讯作者Katira说:“它工作得很完美。”“这真的是一种理想的合作,你的实验结果表明有些东西是不同的;然后你有一个计算模型来预测它并解释为什么会发生某事;然后你回过头来做实验,看看是否会发生这种情况。所有这些砖块都是为了创造出有趣的结果。”

用于测试计算理论的平行平板流室装置是由Engler实验室的工程师设计的,研究粘附对细胞转移和癌症复发的影响,并首次在癌症研究2020年2月.利用这个正在申请专利的设备,研究人员现在根据粘附强度分离细胞,并将它们播种到交替柔软和僵硬轮廓的光纹水凝胶上。研究人员使用延时视频显微镜观察细胞是如何移动的,发现贴壁强的细胞会向硬的部分移动,而贴壁弱的细胞会向软的组织移动。

在研究了细胞内几种可能的机制后,该团队专注于收缩性作为其adurotax能力的关键标志。通过调节细胞内活跃的肌凝蛋白马达的数量(收缩能力的标志),他们能够使以前的硬膜趋近细胞从较硬的组织中迁移,使以前的硬膜趋近、贴壁较弱的细胞从僵硬的梯度上迁移。

研究人员希望这项工作,以及微流体细胞分选设备的进一步发展,将使未来更好地评估疾病预后。他们的最终目标是能够使用平行平板流室作为一种方法来测量患者细胞的转移潜能,并将其作为癌症复发的预测指标,以推动更有效的治疗和结果。

“理解的机制管理许多不同肿瘤类型的入侵使我们能够更好地利用这个设备与弱排序与计数细胞粘附在肿瘤及其比例,这可能与病人的结果,”亚当恩格勒说,加州大学圣地亚哥分校生物工程教授,论文的共同通讯作者。

研究人员警告说,这一发现并不排除其他机制在细胞转移中发挥作用。然而,它确实突出了坚持和收缩所起的重要作用,这需要进一步研究。

卡蒂拉说:“关键不是说没有别的东西可以把细胞从肿瘤中赶走。”“可能还有其他驱动转移的因素,但这显然是一个重要的机制,细胞可以在肺、乳腺癌和胰腺癌细胞中这样做的事实告诉我们,这是一般化的。”

展望未来,工程师们计划研究其他可能有助于adurotaxis的参数;研究不同类型肿瘤环境对细胞adurotax能力的影响;从单个细胞尺度转移到群体尺度,看看黏附和收缩是如何发挥作用的,当有一群具有独特力学特性的混合细胞时,黏附和收缩是如何被调节的。

该项目由美国国家科学基金会、美国国立卫生研究院和陆军研究办公室资助。


媒体接触

凯瑟琳·康纳, 858-534-8374,.(必须启用JavaScript才能查看此电子邮件地址)

加州大学圣地亚哥分校的工作室十300提供广播和电视连线,以便媒体采访我们的教师,这可以通过.(必须启用JavaScript才能查看此电子邮件地址).访问加州大学圣地亚哥分校,与加州大学圣地亚哥分校的教师专家就相关问题和热点新闻故事取得联系//www.introversial.com/media-resources/faculty-experts