癌細胞都這么卷了!《自然》發現它們會拼命鍛煉,只為變得更強、更快

▎藥明康德內容團隊編輯
我們的身體由無數個細胞組成 , 它們在不同的組織和器官中各司其職 , 維持著完整的人體功能 。 盡管看上去器官和組織的位置是固定的 , 但其中的細胞并非完全靜止 , 它們其實會處于動態的過程 , 通過移動和遷徙來實現各種任務 。
除了正常細胞 , 癌細胞也同樣依賴移動來進行轉移 , 而一旦出現癌轉移 , 治療難度就會大大提升 。 科學家一直在嘗試破解癌轉移中發生了什么 , 如果有可以針對的靶點 , 那么癌癥患者的壽命將得到極大延長 。
最近 , 約翰霍普金斯大學的研究者發現了癌細胞在充滿阻力的環境下 , 是如何突破阻礙 , 奮力實現移動的 , 他們的這一發現已經打破了我們過去的認知 , 相關研究發表在了《自然》雜志上 。
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研究主要關注的是高黏度流體環境 。 細胞外的黏度往往會隨著癌細胞分泌的大量蛋白質升高 , 而腫瘤還會導致額外的淋巴管破損 , 使周圍的環境變得更黏稠 。
這么一想 , 黏度升高后細胞應該更難移動才對 , 因為它們受到的移動阻力也在不斷提升 。 但癌細胞為何還是能夠隨心所欲呢?
如果不看癌細胞干的壞事 , 它還真算得上勵志的對象了 。 研究者此前發現 , 癌細胞在面對高黏度環境時會激活TRPV4的蛋白 , TRPV4本身控制著特殊的離子通道 , 此舉可以引得鈣離子涌入內部 , 從而刺激內部功能并產生動力 。
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▲環境中的黏度可以影響癌細胞的移動能力(圖片來源:參考資料[3])
但最新研究發現這其實只是癌細胞一系列應對措施的中間步驟 , 研究者將癌細胞暴露于高黏度條件下時 , 他們發現最開始變化的竟然是肌動蛋白 , 這種蛋白作為細胞骨架對細胞的結構和韌性有重要支持作用 。
這種較高的阻力推動癌細胞形成了更加密集的肌動蛋白網絡 。 一旦這一環節開始 , 癌細胞應對黏稠環境的連鎖反應就開始了 。 得益于肌動蛋白網 , 一部分離子轉運蛋白可以實現局部聚集 , 它們可以與細胞表面的水分子通道合作 , 促進內部吸水擴張 。
膨脹的細胞膜會繼續刺激下游信號通路 , 其中就包括開始提到的TRPV4 , 加速鈣離子的吸收 。 整個流程走下來 , 癌細胞產生力的作用會得到極大提升 , 這可以保證它們在黏稠環境中移動得更有力 , 更快 。
研究者將這一過程比作了健身房訓練 , 癌細胞在舉起杠鈴(突破高黏度阻力)時提升了自身的肌肉(產生肌動蛋白) , 這讓它們的后續表現變得更佳 。 “這些挑戰可以讓癌細胞更強 , 幫助它們從原發腫瘤遷移到別的地方去 , ”研究作者之一SelmaSerra博士表示 。
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▲研究者將癌細胞在高黏度環境中的過程比作了運動訓練(圖片來源:SelmaSerra)
當然 , 癌細胞不僅在暴露于高黏度環境下可以展現出超強的移動性 , 如果把細胞提前放置在高黏度的液體中后 , 即使恢復正常黏度細胞也擁有了更好的移動能力 。 這也說明這種條件可以讓細胞產生記憶 , 長久保持高移動性 。
除了《自然》這項新研究 , 研究團隊還之前還在《自然-通訊》發表了另一篇論文 , 闡述了癌細胞在開闊空間的移動機制 。 如果環境黏度不高 , 癌細胞還能通過在細胞前端吸水 , 然后在后端釋放水來獲取向前的推力 。
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▲黏度稍微提升 , 癌細胞的移動性就會增強(右側)(圖片來源:參考資料[3])