Nat Mater：新發現！腫瘤形狀可決定癌症是否會發生轉移

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Nat Mater：新發現！腫瘤形狀可決定癌症是否會發生轉移

13-05-2016

近日，來自伊利諾伊大學的研究人員在Nature Materials雜志上發表論文指出，惡性腫瘤中僅有少數細胞會逃脫並且擴散到機體其它部位，而腫瘤邊緣的曲線在激活這些腫瘤種子細胞（轉移性腫瘤細胞）上扮演著重要作用。文章中研究者在多種形狀和模式中利用工程化的組織環境對皮膚癌進行研究，他們發現，細胞的培養物越彎曲，其邊緣的癌細胞就越會表現出幹細胞的特性，而這種特性是擴散到機體其它位點的關鍵。

圖片来源：www.sciencedaily.com

研究者Kristopher Kilian表示，癌症最危險的部分就是發生轉移，我們把有些細胞稱之為癌症幹細胞，其會采用致命的特性，順著血管不斷“游動”從而在新位點處形成新的腫瘤，目前我們需要一種新方法來發現這些癌症干細胞並對其進行研究，當然更重要的是開發新型藥物來對其進行靶向作用，目前癌症幹細胞對化療藥物已經產生了耐藥性，而這是引發患者癌症復發的主要原因。

文章中，研究人員在多種不同形狀和模式的2-D和3-D環境中對皮膚癌細胞進行了培養，來觀察是否腫瘤的形狀會幫助激活癌症幹細胞，以及癌症幹細胞在腫瘤中出現的位置；結果發現，癌症幹細胞會沿著工程化腫瘤環境的邊緣大量產生，尤其是在腫瘤環境的轉角和凹凸面。正常的幹細胞喜歡柔軟、濕潤的組織內部位置，而癌症幹細胞則不然，隨後研究人員對多種癌症細胞系進行了類似研究，結果發現，不同的癌症幹細胞均會以相同的方式來對模式化的腫瘤環境產生反應。

研究者Kilian希望這種模式工程化的組織環境會給科學家們提供一種方法來發現並且培養出癌症幹細胞，他說道，我們可以想像一位患者機體有著特殊的腫瘤，而我們可以在培養皿中對其進行工程化操作，並且利用患者自身的細胞來開發出特殊的腫瘤模型進行特殊靶向藥物的檢測，這或許可以幫助我們盡快找到靶向治療特殊癌症患者的新型療法。

研究者表示，後期還有大量工作要開展，但本文的研究成果對於後期新型藥物的開發、手術的進行以及揭示癌症的進展及擴散機制都提供了一定的研究基礎；癌症是非常復雜的，因此研究癌症發生的方方面面非常關鍵，如果有一種微環境可以幫助激活促進癌症轉移的癌細胞，那麼我們或許就可以通過阻斷這種微環境來間接阻斷癌症的轉移和進展。

doi:10.1038/nmat4610
PMC:
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Interfacial geometry dictates cancer cell tumorigenicity

Junmin Lee, Amr A. Abdeen, Kathryn L. Wycislo, Timothy M. Fan & Kristopher A. Kilian

Within the heterogeneous architecture of tumour tissue there exists an elusive population of stem-like cells that are implicated in both recurrence and metastasis1, 2. Here, by using engineered extracellular matrices, we show that geometric features at the perimeter of tumour tissue will prime a population of cells with a stem-cell-like phenotype. These cells show characteristics of cancer stem cells in vitro, as well as enhanced tumorigenicity in murine models of primary tumour growth and pulmonary metastases. We also show that interfacial geometry modulates cell shape, adhesion through integrin α5β1, MAPK and STAT activity, and initiation of pluripotency signalling. Our results for several human cancer cell lines suggest that interfacial geometry triggers a general mechanism for the regulation of cancer-cell state. Similar to how a growing tumour can co-opt normal soluble signalling pathways3, our findings demonstrate how cancer can also exploit geometry to orchestrate oncogenesis.

翻譯整理 : 生物谷 Bioon.com

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