癌細胞擴散有「高速公路」？

癌症危及生命的主要原因之一是腫瘤細胞在病人體內發生轉移。因此，研究腫瘤細胞轉移和侵襲過程，對於深入理解癌症的致命機理至關重要。日前，重慶大學公布的一項研究進展，有望解開腫瘤細胞轉移機理謎團，為探索新的治療手段提供思路。

腫瘤細胞在體內如何運動，成為近年來世界各國科學家的研究熱點。該項研究一個難點在於，人體血管等三維組織結構非常複雜，要在實驗中模擬腫瘤細胞的轉移並不容易。

重慶大學物理學院教授劉靂宇團隊與美國普林斯頓大學、中國科學院物理研究所等單位，經過數年合作，利用微生物晶元技術，在體外成功構建出了一種模擬腫瘤細胞侵襲的三維微環境。與傳統的臨床活體實驗或生物學研究的方法不同，該方法克服了培養皿中細胞在二維環境中難以模擬腫瘤細胞侵襲的缺陷，開闢研究癌症轉移的新手段。「體外三維模型方法還需完善，但已經接近人體和組織的微環境，有助於科學家更好地研究腫瘤細胞的侵襲環境和轉移過程。」劉靂宇說。

證實體外構建三維模型的可行性，只是該研究的起步階段。近3年來，劉靂宇團隊與合作者，通過微流體晶元技術利用膠原蛋白，構建出了乳腺癌細胞轉移時組織和血管相鄰的微結構，並發現人體組織內帶有取向性的膠原蛋白纖維會極大協助和增強癌細胞的侵襲能力。該研究日前發布在《美國科學院院報》雜誌上。

研究顯示，在生物晶元中，膠原蛋白的纖維被巧妙改造成為帶有取向性的結構，這正是晚期癌症病人發生乳腺癌轉移時組織結構的特徵。這些帶有取向的膠原蛋白纖維可能極大促進了腫瘤細胞的轉移。

「這些排列成線的纖維如同為癌細胞的侵襲鋪設了一條條『高速公路』，癌細胞利用這些『高速公路』，極大克服了人體組織帶來的阻力，使其轉移變得省時省力，從而擴散到了人體內的各個部位。」劉靂宇說，當癌細胞感知到周圍組織環境沒有「公路」時，它們能自己一邊修「高速公路」，一邊沿著「公路」快速轉移。這一發現或許能解釋，為什麼柔軟的癌細胞能夠在緻密的人體組織內高速侵襲並穿梭血管壁，短時間給病人帶來巨大傷害。

目前，放射性療法和化學療法的過程中常引起膠原蛋白纖維取向的改變。這就有可能為治療後殘存的癌細胞提供了快速「反撲」的「高速公路」，反而導致癌症後續轉移惡化。「未來治療方法可以逆向思考並研究出新型靶向藥物，不只是針對癌細胞，還可以設法通過藥物抑制癌細胞『修路』的能力，破壞其修建的『高速公路』，大幅減緩轉移速度，延長甚至挽救患者的生命。」劉靂宇說。

除劉靂宇團隊研究外，近年來，科學家利用各種手段研究癌細胞在複雜微環境中的轉移能力。2014年，中國科學技術大學一個研究小組在《細胞》雜誌上發表了關於癌細胞在細小管狀結構中遷移新機制的成果；不久前，德國科學家在《自然》雜誌發文，揭示了腫瘤細胞能夠殺死血管壁中的特定細胞，從而離開血管並建立了轉移灶的現象。

《 人民日報 》（ 2016年10月26日 22 版）

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