肿瘤周围的膜可能是预防转移的关键

对于转移的癌细胞，他们必须首先脱离肿瘤自己的防御。大多数肿瘤在保护性的“地下室”膜中，薄，柔韧的薄膜，它们在生长和分裂时将癌细胞固定到位。在向身体的其他部位展开之前，细胞必须突破地下室膜，这本身对于科学家来说已经棘手的材料。

现在麻省理工学院工程师探讨了地下室膜乳腺癌肿瘤发现，看似精细的涂层与塑料包裹一样坚韧，但令人惊讶地像派对气球一样弹性，能够膨胀到原来的两倍。

但是，在一些初步努力之后，一个气球变得更容易爆炸，而球队发现一个地下室膜随着它的扩展而变得更加坚固。

这种僵硬的弹性质量可能有助于基底膜控制肿瘤的生长方式。膜似乎随着它们的扩展而似乎加强的事实表明它们可能会限制肿瘤的生长和潜力，至少在一定程度上传播或转移。

这一周发表的调查结果国家科学院的诉讼程序，可以打开预防肿瘤转移的新途径，这是癌症相关死亡的最常见原因。

“现在我们可以考虑进一步增强这种加强效果的方法，并增加膜的韧性，以防止癌细胞突破，”研究和副教授的牵头教授明国说麻省理工学院机械工程。

郭的共同作者包括北京师范大学的第一作者汇李，加州大学圣地亚哥岳铮和胜强蔡，麻省理工学院宇龙韩龙韩。

吹起来

基底膜不仅包络，不仅是癌症生长，还具有健康组织和器官。薄膜 - 人发厚度的一部分用作容纳组织和器官的物理载体，并有助于塑造它们的几何形状，同时保持它们分开和不同。

郭的小组专门研究细胞力学的研究，重点关注癌细胞的行为和驱动肿瘤转移的过程。研究人员一直在调查这些细胞如何在迁移身体时与周围环境相互作用。

“我们意识到的一个关键问题没有足够的关注，围绕肿瘤的膜呢？”郭说。“要离开，细胞必须打破这层。在材料属性方面是什么？它是什么东西，细胞必须真的很难打破？这就是我们调查地下室膜的动机。”

为了衡量膜的财产，科学家们就业原子力显微镜（AFM），使用微小的机械探针轻轻推动膜的表面。变形表面所需的力可以给研究人员一个材料的抵抗力或弹性。但是，随着地下室膜非常薄并且棘手地与下面的组织分开，Guo表示，从AFM测量难以知道膜的阻力除了下面的组织。

相反，该团队使用了一种简单的技术，类似于吹起气球，隔离膜并测量其弹性。他们首先培养人乳腺癌细胞，自然分泌蛋白质以形成围绕称为肿瘤球状体的细胞组的膜。它们在各种尺寸的几个球体中生长，并将玻璃微针插入每个肿瘤中。它们以受控压力用液体注射肿瘤，导致膜从中分离细胞并像气球一样充气。

研究人员应用了各种恒定压力以使膜充气，直到它们达到稳定状态，或者可以不再膨胀，然后关闭压力。

“这是一个非常简单的实验，可以告诉你一些事情，”郭说。“一个是，当你注射压力膨胀这个气球时，它比其原始尺寸更大。一旦释放压力，它就会逐渐缩小，这是一种弹性材料的经典行为，类似于橡胶气球。”

弹性扣

当它们膨胀了每种球体时，研究人员观察到，而基底膜充气和放气的能力表明它通常像气球一样弹性，而这种行为的更具体的细节令人惊讶的是。

炸毁乳胶气球通常需要良好的努力和压力来启动。一旦它进入并开始膨胀一点，气球突然变得更容易爆发。

“通常，一旦气球的半径增加了大约38％，你就不需要吹出任何更难 - 只是保持压力，气球会急剧扩张，”郭说。

这种现象，称为卡通不稳定性，在气球中看到由线性弹性的材料制成的气球，这意味着它们固有的弹性或刚度，不会随着变形或充气而改变。

但基于他们的测量，研究人员发现，基底膜反而变得更硬，或者更抗气，表明材料是非线性弹性的，并且能够在变形时改变其刚度。

“如果要发生快速不稳定，则a瘤会成为一项灾难 - 它只是爆炸，“郭说。”在这种情况下，它没有。这表明我的基底膜提供了对生长的控制。“

该团队计划在癌症发展的不同阶段测量膜的性质，以及其健康组织和器官周围的行为。他们还探索了修改膜弹性的方法，以了解是否使其更硬癌细胞突破。

“我们正在积极跟进如何修改这些膜的机制，并在乳腺癌模型上应用扰动，看看我们是否可以推迟他们的入侵或转移，”郭说。“这是一个模糊的比喻气球，我们计划尝试。“

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