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新研究:癌细胞初期具有“意识”,能根据环境改变形状加速扩散

2020-12-03 14:39 前瞻网   

 

新研究:癌细胞初期具有“意识”,能根据环境改变形状加速扩散

一项最新研究发现,癌细胞通过开启和关闭感知周围环境、移动、隐藏和生长新肿瘤的能力进行扩散。

癌细胞是一种变异的细胞,是产生癌症的病源。癌细胞与正常细胞不同,有无限增殖、可转化和易转移三大特点,能够无限增殖并破坏正常的细胞组织。

癌细胞除了分裂失控外(能进行无限分裂),还会局部侵入周围正常组织甚至经由体内循环系统或淋巴系统转移到身体其他部分。

但是,癌细胞在扩散过程中会遇到很多困难,除了人体免疫系统追杀外,还必须通过血管壁、薄膜等障碍物。

雷丁大学的科学家发现,对周围环境的敏感性是使少量癌细胞比肿瘤中的其他细胞更容易扩散的关键能力。

研究人员开发了一种结合进化生物学和人工智能技术的新方法,该方法可以以前所未有的精度研究癌细胞的运动和形状,以了解为什么一些癌细胞可以更容易地移动到身体的不同部位并生长新的肿瘤。

研究人员发现,一些癌细胞表现出明显的“意识”和对周围环境的反应能力,这在以前被认为是癌细胞不具备的。这意味着这些细胞可能能够调整自己的形状,更有效地通过血管壁或其他竞争细胞等屏障,以便在其他地方分裂复制。

领导这项研究的雷丁大学生物学家乔治·巴特勒(George Butler)说:“与健康的人类细胞不同,癌细胞在癌症发展的早期被认为会失去对周围环境的感知,这意味着它们实际上被“蒙住了眼睛”,专注于复制以形成原发肿瘤。我们的观察首次表明,一些癌细胞能够重新开启这种意识,以帮助它们更有效地转移到其他位置“。

这些细胞在遇到障碍物时会改变形状做出反应,使其顺利“滑过”其它细胞,通过膜进入血流,到达身体的其他部位。到达特定部位后,这些癌细胞会切换回复制模式,形成新的肿瘤。

在实验中,科学家通过自然选择过程提了取乳腺癌细胞样本,并将部分放置到存在障碍的空间中,以便模仿人类人体的复杂结构。

作为对照,科学家还在实验鼠的肺片中植入部分癌细胞,这里的组织较为松散,障碍较少。

对比发现,在更复杂环境中的癌细胞变换形状的频率比后者要高,这是为了更好地避开扩散路上的“障碍”。这表明,这些癌细胞能够根据周围环境提高或降低空间意识,从而在所有环境中提高扩散效率。

为了更好地探测这两组的差异,科学家还开发了计算机视觉分析新方法。除了探测癌细胞的运动状态,这一新方法还可以测量血凝块的形成或跟踪精子的运动。

这一最新的研究发现,除了解释为什么部分癌症的扩散能力如此之强外,在未来还有可能帮助医生在这些癌细胞扩散之前将其锁定,从而提高患者的幸存几率。

这项研究成果已发表在《皇家学会学报》上。

编译/前瞻经济学人APP资讯组

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责任编辑: 4114RWL

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