研究揭示了肿瘤细胞如何在整个身体上移动

良性癌细胞被诱导变得恶性的细胞迅速地绕过微观障碍物。大约16％的细胞在微芯片上迅速移动。图像：伊恩y. Wong / Brown大学

使用微观障碍课程，棕色大学的研究人员直接观察癌细胞，因为它们从肿瘤质量突破并移动​​。

普罗维登斯（瓦德岛（棕色大学）

上皮 - 间充质转换（EMT）是一种过程，其中上皮细胞倾向于将组织内粘合在一起，变成间充质细胞，其可以均匀地分散和迁移。EMT是开发胚胎的有益过程，使细胞在整个胚胎中行进并建立专用组织。但最近有人提出，EMT也可能在癌症转移中发挥作用，允许癌细胞从肿瘤群中逸出并定植遥远的器官。

对于本研究，在自然材料中发表的研究，研究人员能够通过在模仿肿瘤周围组织的装置迁移时进行经过EMT的癌细胞进行成像癌细胞。

“人们对EMT如何运作以及如何与肿瘤传播有关，但没有人能够看到它发生的事情，”布朗工程和中心助理教授助理教授说为生物医学工程，作为马萨诸塞综合医院的博士后研究员进行了研究。“我们已经能够在仿生系统中以映像这些细胞并仔细测量它们的移动方式。”

实验表明，细胞显示出两种运动模式。在一个集体推进的组中，多数坡在一组中，虽然几个细胞从前面断开，更快地覆盖更大的距离。

“在细胞迁移的背景下，EMT将经济模型升级到快速跑车的癌细胞，”王说。“我们的技术使我们能够同时追踪成千上万的”汽车“的议案，揭示了许多跑车与经济型汽车陷入交通堵塞，但有些跑车突破了交通，并积极地向遥远的地​​点发出积极的方式。 “

掌握了理解EMT癌细胞如何迁移，研究人员希望他们能够使用同一装置来初步测试旨在抑制迁移的药物。这项工作是了解癌症转移的基础的更大努力的一部分，这对10个癌症相关死亡中的九种负责。

移动肿瘤细胞：延时的显微照片显示癌细胞的一部分通过细胞障碍课程做出更快的进展。研究人员感到惊讶地观察到本集团留下的细胞开始恢复较少的侵入性细胞类型。

'细胞的障碍课程'

为了获得癌细胞如何移动的新视图，研究人员借用了微电子处理技术来在硅晶片上进行小型化特征，然后在称为PDMS的橡胶状塑料中复制。该装置由小板组成，大约半毫米正方形，覆盖在一系列微观柱阵列中。柱子，每个直径约为10微米，间隔约10微米，留下足够的空间用于细胞穿过它们的方式。使用显微镜和延时摄影，研究人员可以在穿过板块时观看细胞。

“基本上是细胞的障碍课程，”黄说。“我们可以跟踪inpidual细胞，因为这些支柱的尺寸和间距很受到控制，我们可以开始进行统计分析并根据它们的移动方式对这些单元进行分类。”

对于他们的实验，研究人员开始了一系列上皮的良性癌细胞，如他们表达的特定蛋白质鉴定。然后，它们施加一种诱导细胞变得恶性和间充质的化学物质。通过寻找与间充质细胞类型相关的蛋白质来证实转变。一旦所有细胞转换，它们就会在障碍课程上免费入住。

该研究表明，大约84％的细胞保持在一起，缓慢先进。其他16％的百分点从前面抽出，并在整个设备上迅速使其全部。对于研究人员的惊喜，他们发现停留在该组的细胞开始再次表达上皮蛋白，表明它们已恢复到上皮细胞类型。

“这是一个显着的结果，”黄说。“基于这些结果，有趣的治疗策略可能是开发中低级跑车恢复上皮经济模型的药物，以使他们陷入交通，而不是积极入侵周围组织。”

至于使这些调查结果成为可能的技术，研究人员希望它可以用于进一步的研究和药物测试。

“我们设想，这项技术将广泛适用于对许多不同癌细胞系或患者样品的抗迁移药物的临床前测试。”

本文的其他作者是Elisabeth A. Wong（无关系），现在是棕色大学Alpert医学院的医学生，以及Sinem Perk，Daniel A. Haber，Mehmet碳粉和Massachusetts的Daniel Irimia的Sarah Javaid学生综合医院。该工作得到了Damon Runyon癌症研究基金会（DRG-2065-10），霍华德休斯医学院和国家健康研究所（CA129933，EB002503，CA135601，GM092804）。

出版物：伊恩y.Wong等，“在上皮 - 间充质转换后的集体和近迁移，”自然材料，2014; DOI：10.1038 / NMAT4062

图像：伊恩y. Wong / Brown大学