揭示不同硬度基质中转移癌细胞的新机械机制

在转移过程中，癌细胞积极与新组织的微环境相互作用。转移性癌细胞如何对次生组织中的新环境做出反应是癌症研究中的一个关键问题，但仍然难以捉摸。最近，香港科技大学(科大)的研究人员与他们的国际合作者一起，发现了不同硬度基质中转移癌细胞的新机械机制，这可能有助于开发转移癌细胞和癌症的诊断工具疗法。

该研究于2020年9月18日发表在《物理化学快报》杂志上。

在这项研究中，由科大物理系及生命科学部助理教授 Hyokeun Park 教授领导的研究团队使用聚丙烯酰胺 (PAA) 基质模拟从软脑到骨骼等多种组织的机械刚度，并测量Park教授的团队在香港科技大学建造了先进的成像技术和最先进的磁力镊子，研究单个转移性乳腺癌细胞(MDA-MB-231细胞)对不同刚度的机械反应。

使用单分子张力传感器，他们发现转移性乳腺癌细胞会改变其粘着斑张力以适应新环境，而不管硬度如何，正常乳腺细胞(MCF-10A细胞)都会保持相似的张力。他们还使用磁力镊子测量了单个转移性乳腺癌细胞的粘弹性，发现转移性癌细胞在较硬的基底上变得更有弹性，而正常细胞的粘弹性保持相似。

这些结果表明，转移性乳腺癌细胞具有更强的适应不同组织机械环境的能力。

“转移性乳腺癌细胞如何从软组织到硬组织界面(如大脑到骨骼)迁移和增殖不同硬度的次生组织，是癌症研究中的一个关键问题，”Park 教授说。“我们的工作解决了转移性乳腺癌细胞如何增殖硬度从 1kPa(类似于大脑)到 50GPa(类似于骨骼)的不同硬度的基质，我们发现转移性癌细胞会根据物理环境改变其粘弹性，以适应新的物理环境“并在新环境中生存。这是癌症物理学和机械生物学领域的重大成就之一。这些发现将有助于开发转移性癌细胞的诊断工具，并最终有助于癌症的治疗。”

这项工作是与莱斯大学的 Ching-Hwa Kiang 教授、深圳先进技术研究院的 Jun Chu 教授和香港科技大学物理系的 Ophelia Tsui 教授合作完成的。

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