新研究:癌细胞初期具有“意识”,能根据环境改变形状使得扩散更快

2020-12-04 10:31   来源: 互联网    阅读次数:3066

一项新的研究发现,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而传播。


癌细胞是作为肿瘤来源的细胞的变种。与正常细胞不同,癌细胞有三个特点:无限增殖、可转化和容易转移,并能无限增殖并破坏正常细胞组织。


除了失控分裂(可以无限分裂)外,癌细胞还可以局部侵入周围的正常组织,甚至通过循环系统或淋巴系统转移到身体的其他部位。


然而,癌细胞在扩散的过程中会遇到很多困难,除了人体免疫系统的追捕外,还会通过血管壁、膜等障碍。


雷丁大学的科学家发现,对周围环境的敏感性是使少数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新方法,将进化生物学和人工智能结合起来,以前所未有的精确程度研究癌细胞的运动和形状,以理解为什么某些癌细胞更容易移动到身体的不同部位,并生长出新的肿瘤。


研究人员发现,一些癌细胞表现出明显的"意识"和对周围环境做出反应的能力,此前人们认为这是癌细胞所不具备的。这意味着,这些细胞可能能够塑造自己,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和复制。


领导这项研究的雷丁大学(ReadingUniversity)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阶段就被认为失去了对周围环境的感知,这意味着它们实际上被蒙住眼睛,专注于复制,形成原发肿瘤。"我们的观察首次表明,一些癌细胞可以重新认识到这一点,以帮助它们更有效地转移到其他地方。


这些细胞的反应是在遇到障碍时改变它们的形状,允许它们在其他细胞中"滑动",通过膜进入血液流动,到达身体的其他部位。当它们到达特定位置时,癌细胞就会回到复制模式,形成一个新的肿瘤。

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在实验中,科学家们通过自然选择采集了乳腺癌细胞样本,并将其中一些样本放置在有障碍的空间,以模拟人体的复杂结构。


相反,科学家们还在实验小鼠的肺中植入了一些癌细胞,因为实验小鼠的肺组织疏松,障碍较少。


比较发现,在更复杂的环境中,癌细胞比后者更频繁地变换形状,以更好地避免扩散路径上的"障碍"。这表明,这些癌细胞可以根据周围环境提高或降低空间感知,从而提高在所有环境中的扩散效率。


为了更好地检测两组间的差异,科学家们还开发了一种新的计算机视觉分析方法。除了检测癌细胞的运动外,新方法还可以测量血凝块的形成或跟踪精子运动。


这项新的研究发现,除了解释为什么某些癌症传播得如此之好外,将来也有可能帮助医生在癌症扩散之前将其锁定,从而增加病人的生存机会。




责任编辑:萤莹香草钟
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