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PNAS:揭示乳腺组织僵硬促进乳腺癌发生的分子机制

来源:本站原创 2019-02-18 08:12

2019年2月18日 讯 /生物谷BIOON/ --近日,一项刊登在国际杂志Proceedings of the National Academy of Sciences上的研究报告中,来自加利福尼亚大学的科学家们通过研究发现,乳腺组织变硬(stiffening)或在乳腺癌发生过程中扮演关键角色,通过检测乳腺细胞对改变僵硬的水凝胶所产生的反应,研究者发现了多种通路或能相互协作促进乳腺细胞转化称为癌细胞,相关研究结果有望帮助研究人员开发出抑制乳腺癌的新型疗法。

图片来源:en.wikipedia.org

研究者Adam Engler教授说道,通过动态调节细胞微环境的僵硬程度,我们就能更好地模拟培养皿中乳腺细胞转化为恶性状态过程中所发生的事件。机械力或许在癌症的发生过程中扮演着关键角色,此前研究人员发现,在体外模拟僵硬的组织环境或能促进肿瘤生长,但这些模型通常并不能完全重现机体中所发生的事情,研究者认为,这些模型都是静态的,组织僵硬是一个动态的过程,乳腺组织并不是刚开始就是僵硬的,这种状态是随着时间推移而形成的。

文章中,研究者尝试模拟肿瘤进展过程中纤维化的发生过程,当肿瘤位点开始形成,组织的局部僵硬程度就会增加,通过模拟这种动态的僵硬过程,研究者就能更系统直观地观察到体内所发生的事件;研究者利用一种名为丙烯酸甲酯透明质酸(methacrylated hyaluronic acid)的水凝胶进行研究,这种软化材料会随着暴露于自由基和紫外线的时间而不断变硬,首先研究者使得这种水凝胶变得足够硬使其能模拟正常乳腺组织的僵硬程度,随后在凝胶中培养乳腺上皮细胞,当这些细胞成熟后,这些凝胶就僵硬到乳腺肿瘤的僵硬程度,而在这一过程中紫外线的暴露并不足以损伤细胞。

研究者发现,僵硬程度会诱发多种信号通路,进而向乳腺细胞发送信号使其癌变,这些通路中的关键因子包括蛋白质TWIST1, TGF-beta, SMAD和YAP;在动态环境中,研究者发现,这些不同的通路能互相协作,正如在此前研究中那样,仅仅抑制一条通路是远远不够的,从临床角度来看,单一的药物策略或许并不足以治疗所有乳腺癌肿瘤患者。此外,研究者指出,乳腺细胞亚群或许并不会对僵硬程度产生反应。

下一步研究人员将会深入研究寻找抑制上述通路的候选药物,同时研究其对肿瘤进展的效应,他们希望后期能对患者机体衍生的细胞系进行研究,并开发出新型的乳腺癌靶向性疗法。(生物谷Bioon.com)

原始出处:

Matthew G. Ondeck, Aditya Kumar, Jesse K. Placone, et al. Dynamically stiffened matrix promotes malignant transformation of mammary epithelial cells via collective mechanical signaling. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2019; 201814204 DOI: 10.1073/pnas.1814204116

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