Nat Physics：癌细胞或会采用一种迄今为止未知的状态来促进转移

正如医学文献埃伯斯纸草文稿(Ebers Papyrus)中描述的那样，古埃及人已经知道触诊（palpation）（摸到机体的硬块）能帮助诊断乳腺癌，而触诊仍然是乳腺癌早期筛查诊断的一个重要手段，从另一方面来讲，对单个癌细胞进行测定结果表明，其要比所产生的健康上皮细胞更为柔软，这或许就能使其在致密的人类组织中发生转移。

近日，一篇发表在国际杂志Nature Physics上题为“Rigid tumours contain soft cancer cells”的研究报告中，来自莱比锡大学等机构的科学家们通过研究揭示了这一明显的悖论。

为了能在健康组织中生长，肿瘤必须取代周围的组织，为了做到这一点，其就必须产生机械稳定的耐受性来获取空间，从另一方面来讲，单个癌细胞的高度可变形性对于入侵机体其它组织是非常有利的，这些矛盾的要求在恶性肿瘤组织中或许就得到了满足，因为癌细胞在机械上会变得更加具有异质性和柔软的特性，其能采用一种此前位置的新型材料装来来结合固体和液体的优点。

研究者Thomas Fuhs解释道，乳腺癌和宫颈癌患者的样本能表现出更广泛的机械特性谱，这或许就推动了癌细胞向更柔软的细胞方向发展，尽管整个肿瘤依然是一个实体块。在计算机模拟的推动下，在癌细胞簇中，研究人员发现了优众多可移动的柔软细胞所包围的刚性不移动的细胞所组成的小岛结构，柔软的细胞能自由移动，几乎像液体一样，而且僵硬的细胞能够阻挡彼此的移动，就好像漏斗中的咖啡豆一样互相干扰。肿瘤中的癌细胞簇能形成一种新型的材料状态，在柔软细胞的流体环境中仅有少数的细胞组成的实体岛足以让组织表现地像机械上稳定的固体而并非液体，尽管其中大多数为可移动的柔软癌细胞，这些坚硬细胞组成的小岛结构能通过柔软细胞所构成的机械应力桥所连接，这种状态就会使组织足够稳定，从而足以允许肿瘤生长，同时还能为柔软可移动的细胞提供足够的空间使其冲出肿瘤形成转移病灶。

图片来源：https://www.nature.com/articles/s41567-022-01755-0

研究者Josef Alfons Kas说道，在乳腺肿瘤中，变得柔软的细胞实际上嫩骨形成一种要比原始组织更加坚硬的结构，这种矛盾或许只是表面上的矛盾，而这种效应或许能得到进一步加强，因为健康乳腺中主要的柔软脂肪细胞或许要比健康的上皮细胞更加柔软，但其仍然会明显要比脂肪细胞坚硬。而在诸如宫颈癌等其它癌症中，健康组织和肿瘤组织的宏观硬度并不存在差异，然而，即使在这些癌症中，单个癌细胞的弹性分布也更广，这就会导致出现一种新的机械状态，从而就能允许机械稳定的肿瘤含有高水平能够发生转移的移动细胞，研究人员推测，这或许是所有实体瘤的真实情况，因为其在所有癌症患者中占到了92%的比例。

本文研究结果为肿瘤生物学或转移性级联反应研究提供了非常重要的见解，对于癌细胞和肿瘤组织机械特性的研究结果表明，癌症的物理学特性或许是理解肿瘤进展的重要元件；肿瘤中的细胞或许会向健康组织一样保持完全堵塞状态，或者由于肿瘤细胞的柔软而解除拥堵，这对于肿瘤是否会发生转移具有很大的影响。（生物谷Bioon.com）

原始出处：

Fuhs, T., Wetzel, F., Fritsch, A.W. et al. Rigid tumours contain soft cancer cells. Nat. Phys. (2022). doi：10.1038/s41567-022-01755-0