《自然通訊》期刊:轉移性癌細胞移動就像「動物掠食者」,小步行走後開始猛然長跑

【為什麼我們要挑選這篇文章】治療癌症前得先抑制癌症細胞的擴散。如果在治療過程癌症細胞轉移,一切便落得事倍功半的結果。科學家研究轉移性與非轉移性癌細胞的移動策略,他們的發現對緩解癌細胞擴散能有什麼科學上的幫助?(責任編輯:陳伯安)

轉移性癌細胞與非轉移性癌細胞的不同之處不僅包含它們的基因體學,還在於移動策略, 前者它們比後者更快速地傳播並且更具有導航性

癌細胞行為轉成「侵入性」時,活動模式有如掠食者小碎步然後猛然長跑

近日,由韓國國家基礎科學研究院(Institute for Basic Science)、美國、荷蘭、波蘭等研究中心共同組成的國際研究團隊經過十年的研究發現, 當癌細胞成為轉移性(侵入性)時,其活動模式會轉變為 Lévy 行走,而具有掠奪性 ,該研究發表於《Nature Communications》。

該研究團隊觀察轉移和非轉移階段的前列腺癌、乳腺癌和皮膚癌等癌細胞,將它們引入線性微型軌道並測量細胞的步長和轉折點長達 16 小時。此外,他們在直徑為 600 μm 的活體小鼠皮膚內直接追踪個別黑色素瘤細胞的軌跡。在上述癌細胞中,轉移性癌細胞 根據 Lévy 行走模式 移動,而非轉移性癌細胞僅採取小步行走的擴散模式。

TO 編按:據 報導 ,Lévy 行走(Lévy walks)代表生物會先使用一段小碎步行走,接著突然出現大步行走的模式活動。

此外,該研究團隊還能重新編程轉移性癌細胞的 Lévy 行走模式。 他們使用特定的化學抑製劑或短干擾 RNA(short interfering RNA, siRNA),阻止特定蛋白質建構細胞骨架和突起,進而促使 Lévy 行走模式轉換為單向運動或擴散遷移。

癌症得靠「跨領域研究」解決,而非單一學科

該研究通訊作者 Bartosz Grzybowski 教授表示,Lévy 行走模式很容易被誤認為是其他類型的活動模式,因此需要大量的細胞軌跡和相當複雜的統計物理分析才能得出合理的結論。然而, 該研究結果還沒有臨床意義 ,應該進行更多的實驗和理論工作,以充分理解上述現象。

另一通訊作者,Kristiana Kandere-Grzybowska 博士指出,該研究充分說明了現代細胞生物學在理解癌症方面的技術複雜性。考慮到所有顯微鏡、改變細胞動力學的 RNA 技術以及所涉及的統計物理學,人們開始看到現代細胞生物學家的工具包變得多麼多樣化。因為癌症也是一種多方面的疾病,需要跨學科的方法來理解其表現,可能並不令人驚訝。

延伸閱讀: 發炎喚醒沈睡癌細胞 成為轉移惡惡夢的開端

參考資料:

  1. Nature Communications, 2018; 9 (1) DOI: 10.1038/s41467-018-06563-w
  2. https://www.ibs.re.kr/cop/bbs/BBSMSTR_000000000738/selectBoardArticle.do? nttId=16420&pageIndex=1&searchCnd=&searchWrd=

(本文經合作夥伴 基因線上 授權轉載,並同意 TechOrange 編寫導讀與修訂標題,原文標題為 〈轉移性癌細胞如何侵入正常組織? 如同鯊魚的掠食活動模式 〉。)

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