Sci Adv：组织的物理学特性或在肿瘤生长过程中扮演着关键角色

2021年11月17日 讯 /生物谷BIOON/ --癌症是一种非常难以治疗和研究的疾病，其是由一系列基因突变所引起的，比如，突变的RAS基因会引起所谓的上皮组织结构的缺失，上皮组织是一种位于器官外部的组织类型；为了更深入地理解这一过程，近日，一篇发表在国际杂志Science Advances上题为“Oncogenic RAS instructs morphological transformation of human epithelia via differential tissue mechanics”的研究报告中，来自巴塞罗那科技学院等机构的科学家们通过研究揭示了RAS基因如何导致上皮细胞2D层中肿瘤的生长，相关研究结果表明，组织的物理学特性或许在肿瘤生长过程中扮演着关键角色，而机械疗法或许有望在未来疗法中帮助抵御肿瘤的进展。

组织的物理学特性或在癌症进展过程中扮演着关键角色。

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癌症是一种由超过200种不同的疾病组成的复杂疾病家族，其中很多疾病都是由名为癌基因的突变基因所诱发的。其中一个例子就是RAS癌基因，其在大约30%的人类癌症中都会发生突变，而且会引发上皮组织的结构缺失。实际上，正是上皮组织才会产生最具侵袭性的癌症形式，即癌症；最近有研究证据表明，一旦RAS癌基因被激活，组织的物理学特性在改变上皮组织结构上或许扮演着主导的角色。

这篇研究报告中，研究人员深入阐明了在肿瘤生长的早期阶段，组织物理学特性如何控制RAS癌基因的表达并导致组织结构的缺失；研究者Conte说道，我们知道癌症会改变组织物理学特性已经有一段时间了，如今我们正在不断理解组织的物理学特性是如何反馈到癌症进展过程中的，这种互换或许就能为改善当前的治疗策略提供方法，或者能够帮助开发诸如机械疗法等新型疗法。

为了维持组织的结构和功能，上皮细胞会以一种高度协调的方式共同发挥作用，而组织结构的破坏是上皮组织发生肿瘤的一个重要的指标，上皮组织癌症在所有癌症中占到了90%以上的比例。研究人员试图调查当RAS癌基因在单层上皮细胞上被激活时，物理学特性是如何参与到这一过程的，在人体的细胞水平上直接识别出机械改变是非常困难的，因此，研究人员所面临的主要挑战就是开发一种新方法来在实验室中培养正常的人类组织，随后试试监测这些组织中的肿瘤的结构和机械特性（当开启RAS癌基因表达时）。

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这项研究中，研究人员在实验室中培养出了2D上皮细胞，并在选定的样本中激活了RAS癌基因的表达，在24小时内，研究者观察到了由于样品中细胞间力量的不平衡而导致的结构和机械性能的不稳定性。在不到48小时内，RAS激活组织就能转化为3D结构，这或许就表明肿瘤开始了生长，而另一方面，未转化的上皮细胞样本也保持了其2D控制结构。对RAS癌基因激活的样本进行仔细分析后，研究者发现，细胞首先会分离成两个不连续的层状结构，这就会使得整个组织失去组织特性，随后形成一种3D的肿块，研究人员通过利用计算机模拟来对这些数据建模从而就支持了他们的实验结果。

研究者Conte指出，如果我们理解为何以及如何发生这种2D到3D结构的转变，我们或许就能利用这种物理特性的改变来作为指示癌变的指标，从而就能利用机械疗法对相关的癌症进行治疗了。如今支持癌症机械特性的实验证据越来越具有压倒性的优势，关于这一观点的怀疑态度也越来越少了。然而科学家们仍然有大量的工作需要去完成，从而来说服更多从事癌症研究领域的科学家们，研究人员需要一种更具包容性的方法来研究癌症，即一种将机械特性、生物化学、免疫学和分子生物学相结合的方法。

综上，本文研究结果揭示了上皮细胞内癌基因激活或会诱导机械不稳定性从而驱动形态学组织转化的分子机制。（生物谷Bioon.com）

原始出处：

AGATA NYGA，JOSE J. MUÑOZ，SUZE DERCKSEN, et al. Oncogenic RAS instructs morphological transformation of human epithelia via differential tissue mechanics, Science Advances (2021). DOI:10.1126/sciadv.abg6467