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研究人员已经确定了影响癌细胞扩散的两种类型的细胞收缩性:一种是通过组织表面张力维持细胞簇，另一种是允许细胞侵入邻近组织。他们的研究表明，这些收缩模式之间的相互作用在决定癌细胞是否能够分离并变得侵袭性，从而潜在地增加转移风险方面至关重要。
癌细胞相互对抗的方式决定了它们能否迁移到身体的其他部位。
了解癌细胞如何从原发肿瘤扩散是很重要的，原因有很多，包括确定疾病本身的侵袭性。细胞向邻近组织的细胞外基质(ECM)的运动是癌症进展的重要步骤，与转移的发生直接相关。
AIP出版公司今天在《APL Bioengineering》上发表的一篇论文中，来自德国和西班牙的一组研究人员使用乳腺癌细胞系面板和来自乳腺癌和宫颈癌患者的原发肿瘤移植体来检查两种不同的细胞收缩模式:一种产生集体组织表面张力，使细胞簇保持紧密，另一种更具方向性，使细胞能够将自己拉入ECM。
作者Eliane Blauth说:“我们专注于两个参数，即细胞对ECM纤维产生牵引力的能力，以及细胞之间相互牵引力的能力，从而产生高组织表面张力。我们将每种特性与不同的收缩机制联系起来，并询问它们与癌细胞逃逸和肿瘤侵袭性之间的关系。”
胶原网络上两例恶性混合苗勒管肿瘤的移植。两个肿瘤块都粘附在胶原蛋白网络上，并开始拉扯胶原纤维，这促进了胶原蛋白的广泛移位和排列，同时细胞逃逸，这些细胞具有主要的应力纤维收缩性。两片的边界结构尖锐而光滑，进一步表明强烈的组织表面张力阻碍了具有主要皮层收缩性的细胞逃逸。
研究小组发现，侵略性更强的细胞对外膜的拉力比对自身的拉力更强，而非侵略性细胞对自身的拉力比对外膜的拉力更强——不同的拉力行为归因于细胞内肌动蛋白细胞骨架的不同结构。侵袭性细胞主要利用肌动蛋白应激纤维(横跨细胞的粗肌动蛋白束)对周围环境产生力，而非侵袭性细胞通过肌动蛋白皮层(细胞膜下的薄网络)产生力。
研究表明，不是这些收缩模式的总体大小，而是它们之间的相互作用决定了细胞的逃逸潜力。适度侵入细胞的实验表明，这些细胞对ECM纤维产生的总力与非侵入细胞相当，但它们仍然可以分离并侵入ECM，这在非侵入细胞中是不可能的。
Blauth说:“非侵入性细胞仍然具有很高的皮层收缩性，使它们保持在一起，而中度侵入性细胞的皮层收缩性几乎消失。因此，即使它们对ECM纤维的拉力弱得多，也没有太多因素阻碍它们。”
该团队对患者来源的重要肿瘤外植体的测量证实了他们在细胞系实验中的发现。在肿瘤进展过程中，具有高皮质收缩性的细胞数量减少。这进一步表明，随着肿瘤的生长，细胞相互拉动并将自己聚集在一起的能力变得越来越弱，潜在地增加了转移的风险。
参考文献:“Different contractility modes control cell escape from multicellular spheroids and tumor explants” by Eliane Blauth, Steffen Grosser, Frank Sauer, Mario Merkel, Hans Kubitschke, Enrico Warmt, Erik W. Morawetz, Philip Friedrich, Benjamin Wolf, Susanne Briest, Grit Gesine Ruth Hiller, Lars-Christian Horn, Bahriye Aktas and Josef A. Käs, 7 May 2024, APL Bioengineering.
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