观看肿瘤通过血管爆裂
通过侵入周围组织,首先通过侵入和通过循环系统渗透和扩展来使癌细胞转移几个阶段。一些循环细胞从血管网络中的方式工作,最终形成次要肿瘤。
虽然初始过程癌细胞输入血统被配置的静脉内 - 表现得很好,怎么样细胞逃避血管以渗透其他组织,器官不太清晰。该过程称为外渗,是癌症转移的重要步骤。
现在,MIT的研究人员开发了一种微流体装置,通过血管系统模仿癌细胞的流动。使用高分辨率延时成像,研究人员捕获了癌症细胞通过血液挤压的时刻船舶墙壁进入周围细胞外基质。这个过程是“高度动态的”,因为他们写在期刊上发表的论文中综合生物学;更好地理解它可以帮助科学家识别治疗以防止转移。
“现在我们有一个型号外翻,可以考虑使用它作为可能阻止它的药物的屏幕,”塞西尔和Ida绿色的生物和机械工程教授在麻省理工学院说。“我们可以采取循环肿瘤细胞来自患者并将这些细胞进行少数因素或药物。这最终是我们想做的事,但在这个过程中我们正在学习很多。“
Kamm的合着者在本文中包括毕业生米歇尔陈,约旦威士勒和Jessie Jeon。
播种血管
作为肿瘤细胞通过循环系统,一些“逮捕”或在特定位置暂停,遵守血管的墙壁 - 前进的第一阶段。科学家们认为这种细胞停滞在两种方式之一中发生:电池可以发出抓住血管内衬的粘性突起,或者可能太大而无法穿过,从而陷入血管内。
研究人员增加了更有可能性的可能性更有可能血管来自人脐带内皮细胞的溶液。它们将含有血管细胞的溶液注入含有水凝胶储存器的小型微流体装置中,以及通常存在于显影循环系统中的生长因子。在几天之内,微孔的复杂系统形成,每个长度约为1毫米,直径尺寸为10至100微米,类似于身体的小毛细管。
然后,该组将肿瘤细胞泵送通过血管网络,使用一系列已知的乳腺癌细胞特别侵入性。使用高分辨率共聚焦显微镜,该团队观看为肿瘤细胞流过微型循环系统。他们观察到沿着船只逮捕的大多数细胞由于血迹而陷入困境 - 即,它们只是卡住了。
肿瘤细胞发现出路
随着时间流逝图像,研究人员仔细研究了细胞逮捕后事件的进展。一旦肿瘤细胞被捕获,他们观察到它会发出长度,薄薄的长丝,其推动血管壁,最终在内皮衬里中形成一个小孔。随着孔的越来越多的细胞挤压,并且最终,即使是细胞的核心思想也是相对刚性的,不可形成的结构 - 能够逃脱。
为了他们的惊喜,研究人员发现,核心比他们预期的血管墙更快,挤压在大约15分钟内 - “这是整个细胞到外才所需要的一小块,”陈笔记。
有趣的是,一旦肿瘤细胞完全退出血管,内皮似乎都会愈合,关闭最初产生的间隙。“这表明内皮屏障在肿瘤细胞在肿瘤细胞后修复自身的某种积极作用,”陈说。
除了观察单一肿瘤细胞的外渗,该组还研究了细胞簇 - 两种或更多种癌细胞中积聚在血管中的行为。从他们的观察结果中,研究人员发现,近70%的细胞簇通过血液屏障突破,而单个细胞的血液屏障相比。
但是一些让它离开的细胞循环系统可能仍然无法转移。要查看细胞外分化的能力是否与其转移性潜力相关,该组比较了不同癌细胞渗透的效率。该系列包括乳腺癌细胞,来自纤维肉瘤的细胞(结缔组织的癌症),以及一系列非编造癌细胞。
果然,团队观察到最多可能的转移细胞(纤维肉瘤细胞)也是最有可能外渗的,与乳腺癌和非换态细胞相比 - 发现靶向药物以防止外渗可能会降低癌症转移。
展望未来,一旦进入周围的组织,本集团正在研究给定的癌细胞的可能性是有多可能与他人聚集。研究人员正在模拟微流体平台内的各种组织,包括骨骼,研究癌细胞如何形成次级肿瘤的开始。
“虽然这个平台不是一个体内平台,但显然无法捕获体内发生的所有方面,我们更接近创建体外平台,这是更具生理学相关的,高分辨率和高分辨率陈说,高吞吐量比上一部分的很多平台。
本文标题为“体外微血管网络平台肿瘤细胞外渗机制”。
进一步探索
这个故事被重新发布由麻省理工学院新闻(web.mit.edu/newsoffice/),一个受到麻省理工学院研究,创新和教学的新闻的热门网站。
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