Sci Data：科学家深入揭示癌细胞及其周围肿瘤微环境之间的串扰机制

随着癌症进展，大多数实体瘤都会变得僵硬，尽管研究人员认识到癌细胞周围的环境会影响期行为，但他们并不清楚其中具体的机制是怎样的。近日，一篇发表在国际杂志Scientific Data上题为“Mechanosensitive changes in the expression of genes in colorectal cancer-associated fibroblasts”的研究报告中，来自伊利诺伊大学等机构的科学家们通过研究收集了肿瘤中对机械硬度能产生反应的基因表达数据，相关研究或能帮助研究人员理解癌细胞及其周围环境之间的串扰。

一直以来，研究人员都重点关注随着时间延续癌细胞中的基因是如何进行表达的，基于这些信息，科学家们就开发出了多种治疗性策略，然而仅在美国每年都有超过60万人因癌症而死亡。研究者Bashar Emon博士说道，我们在抵御癌症上所取得的成绩并不尽如人意，即使取得了很多成绩，但考虑到癌症相关的研究和资金投入，患者的生存率依然并没有成比例地提高。

因此，近年来科学家们一直在致力于如何推动对肿瘤环境的理解及研究，癌细胞被非癌变的基质细胞所包围，其中最多的就是癌症相关的成纤维细胞（CAFs，cancer-associated fibroblasts），尽管科学家们认识到，CAFs在癌症转移方面扮演着重要角色，但他们并不理解到底是哪种信号参与了这一过程。这篇研究报告中，研究人员重点关注了肿瘤微环境，因为其会随着时间推移而变得越来越僵硬，而研究人员都知道CAFs会感知到这些改变，于是他们就想通过研究理解如何将这种信息传递给癌细胞。

科学家深入揭示癌细胞及其周围肿瘤微环境之间的串扰机制。

图片来源：Scientific Data (2023). DOI:10.1038/s41597-023-02233-9

研究人员在硬度从1kPa到40kPa不等的凝胶上培养人类结直肠CAFs，1kPa的硬度非常软，就好像果冻一样，而40kPa则比较硬，就好像橡皮擦一样；试想一下，将手指按压在一块果冻或一个橡皮擦上，其中感觉就像是正常的组织，而另一种感觉则更像肿瘤一样。当对CAFs中的RNA进行分离和测序后，研究人员比较了哪些基因的表达会随着硬度的增加而不同，此外，他们还解析了信号分子和通路所发生的改变，并观察了哪些生物性的功能会受到影响。

研究者You Jin Song表示，从1kPa到40kPa的压力梯度的增加会导致基因表达发生剧烈变化，这或许就表明，这些CAFs能感知硬度的变化并不断适应；比较1kPa和40kPa（与实体瘤内部的压力相似）或许就能揭示与癌症进展相关的基因和分子表达的差异。这项研究中，研究人员重点关注了CAFs，而其他研究人员则分析了癌细胞如何对不同的压力状况产生改变；未来研究中，研究人员希望能将两种类型的细胞培育在一起并观察其二者之间是如何发生相互作用的；本文研究或为后期的研究指明了方向，因为在研究细胞之间互作之前研究人员首先需要理解每种细胞类型的个体反应。

这项研究的重要之处在于，其是一项能同时监测多个基因表达的公正实验，对于那些想要了解其所感兴趣的基因是否会因硬度而发生改变的科学家们而言或许是一个很好的资源。综上，本文研究中，通过分析和准确地解释，研究人员所获得的数据就能帮助理解肿瘤微环境的机械硬度在CAF-细胞之间串扰过程中所扮演的重要角色。（生物谷Bioon.com）

原始出处：

Emon, B., Song, Y.J., Joy, M.S.H. et al. Mechanosensitive changes in the expression of genes in colorectal cancer-associated fibroblasts. Sci Data 10, 350 (2023). doi：10.1038/s41597-023-02233-9