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癌细胞通过占据血管进行扩散

癌细胞通过占据血管进行扩散

09/01/2020

约翰∙霍普金斯金梅尔癌症中心约翰∙霍普金斯大学的研究人员在实验室研究中发现了癌细胞从原发肿瘤扩散到身体远端(即“转移”过程)的一个关键步骤。

为了弄清楚肿瘤细胞群是如何扩散到身体其他部位的,科学家们利用组织工程技术构建了一根功能性3D血管,并在其附近培育乳腺癌细胞。他们观察到癌细胞会向血管移动并占据血管壁的一部分。癌细胞附着到血管上后,癌细胞群可轻松地释放到血流中并扩散到远端。癌细胞还会使血管堵塞,导致血管渗漏或受到拉扯。

该研究的报告已发表在癌症研究杂志上。

资深研究作者、约翰∙霍普金斯金梅尔癌症中心癌症侵袭和转移计划联合主任兼约翰∙霍普金斯大学医学院细胞生物学教授Andrew Ewald博士表示:“我们观察到癌细胞可以迅速重塑、破坏现有血管或融入其中”。在约翰∙霍普金斯大学材料科学与工程系担任Joseph R. and Lynn C. Reynolds教授并在生物医学工程系、肿瘤学和物理医学与康复系任职的Peter Searson博士在这项研究中进行了密切的合作。

Ewald说:“就像人们需要携带不同的装备进行水肺潜水和攀冰运动一样,癌细胞也会根据要达到的目的而采用不同的机制。确定具体的机制将有助于我们了解如何治疗癌症”。在这项研究中,Ewald及合作者原本预计会观察到8-10个一组的癌细胞离开肿瘤、穿过蛋白质屏障并挤到血管壁之间进行转移。

他说:“这种现象始终没有出现。我们一直只观察到现有肿瘤的一部分占据了附近的血管壁,从而使癌细胞直接接触循环系统,并且癌细胞只需数小时便可完成此过程。它们无需侵入并穿过血管,而是变成了血管的一部分,并直接向血管内释放癌细胞”。

Ewald表示,研究人员曾在人类乳腺肿瘤中6%的血管上,以及在本次和其他研究中建立的乳腺癌小鼠模型中观察到由此产生的“马赛克”血管(因其由天然血管细胞和癌细胞共同组成而得名)。他表示,这种现象还曾在被称为胶质母细胞瘤的致命性脑肿瘤、黑素瘤皮肤癌和胃癌中观察到,并且其通常伴随着远端转移的加剧。

Ewald表示,该3D模型在经修改后还可用于研究肿瘤微环境的其他方面或研究其他癌症类型。