癌细胞都这么卷了！《自然》发现它们会拼命锻炼，只为变得更强、更快

文章来源：学术经纬

我们的身体由无数个细胞组成，它们在不同的组织和器官中各司其职，维持着完整的人体功能。尽管看上去器官和组织的位置是固定的，但其中的细胞并非完全静止，它们其实会处于动态的过程，通过移动和迁徙来实现各种任务。

除了正常细胞，癌细胞也同样依赖移动来进行转移，而一旦出现癌转移，治疗难度就会大大提升。科学家一直在尝试破解癌转移中发生了什么，如果有可以针对的靶点，那么癌症患者的寿命将得到极大延长。

最近，约翰霍普金斯大学的研究者发现了癌细胞在充满阻力的环境下，是如何突破阻碍，奋力实现移动的，他们的这一发现已经打破了我们过去的认知，相关研究发表在了《自然》杂志上。

研究主要关注的是高黏度流体环境。细胞外的黏度往往会随着癌细胞分泌的大量蛋白质升高，而肿瘤还会导致额外的淋巴管破损，使周围的环境变得更黏稠。

这么一想，黏度升高后细胞应该更难移动才对，因为它们受到的移动阻力也在不断提升。但癌细胞为何还是能够随心所欲呢？

如果不看癌细胞干的坏事，它还真算得上励志的对象了。研究者此前发现，癌细胞在面对高黏度环境时会激活 TRPV4 的蛋白，TRPV4 本身控制着特殊的离子通道，此举可以引得钙离子涌入内部，从而刺激内部功能并产生动力。

▲环境中的黏度可以影响癌细胞的移动能力（

来源：参考资料 [3]）

但最新研究发现这其实只是癌细胞一系列应对措施的中间步骤，研究者将癌细胞暴露于高黏度条件下时，他们发现最开始变化的竟然是肌动蛋白，这种蛋白作为细胞骨架对细胞的结构和韧性有重要支持作用。

这种较高的阻力推动癌细胞形成了更加密集的肌动蛋白网络。一旦这一环节开始，癌细胞应对黏稠环境的连锁反应就开始了。得益于肌动蛋白网，一部分离子转运蛋白可以实现局部聚集，它们可以与细胞表面的水分子通道合作，促进内部吸水扩张。

膨胀的细胞膜会继续刺激下游信号通路，其中就包括开始提到的 TRPV4，加速钙离子的吸收。整个流程走下来，癌细胞产生力的作用会得到极大提升，这可以保证它们在黏稠环境中移动得更有力，更快。

研究者将这一过程比作了健身房训练，癌细胞在举起杠铃（突破高黏度阻力）时提升了自身的肌肉（产生肌动蛋白），这让它们的后续表现变得更佳。「这些挑战可以让癌细胞更强，帮助它们从原发肿瘤迁移到别的地方去，」研究作者之一 Selma Serra 博士表示。

▲研究者将癌细胞在高黏度环境中的过程比作了运动训练（

来源：Selma Serra）

当然，癌细胞不仅在暴露于高黏度环境下可以展现出超强的移动性，如果把细胞提前放置在高黏度的液体中后，即使恢复正常黏度细胞也拥有了更好的移动能力。这也说明这种条件可以让细胞产生记忆，长久保持高移动性。

除了《自然》这项新研究，研究团队还之前还在《自然-通讯》发表了另一篇论文，阐述了癌细胞在开阔空间的移动机制。如果环境黏度不高，癌细胞还能通过在细胞前端吸水，然后在后端释放水来获取向前的推力。

▲黏度稍微提升，癌细胞的移动性就会增强（右侧）（

来源：参考资料 [3]）

这种行为就像一个螺旋桨推进器，可以让癌细胞不借助周围的组织，在有限的空间里移动。

作者指出，了解癌细胞是怎样移动的能帮助我们重新认识癌细胞的扩散过程，既可以利用这些特性监测癌转移发生的可能，也可以研发药物来阻断转移过程。比如研究者在敲除 TPRV4 的时候，细胞的快速运动被抑制了。

「这是一次绝妙的发现，但我们必须改变先入为主的想法，」研究的通讯作者 Konstantinos Konstantopoulos 博士表示。

转自：“丁香学术”微信公众号

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