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怎么机械力对轻移恶性瘤

Epidermal stem cells

表皮干细胞(绿色)形成后来成为肿瘤小芽形结构。

所有的癌症都是涨失控,控制的相乘并扩大超过正常的约束细胞的结果。但不是所有的肿瘤都是相同的:对于仍知之甚少的原因,有些更可能变得有攻击性,并转移到身体的其他部位。

新的研究亮点某些肿瘤如何以及为什么变得比其他人更危险的一个长期被忽视的方面。由洛克菲勒的领导的研究小组 伊莱恩·富克斯 发现组织元素环绕恶变前的肿瘤细胞有力形状的两个的皮肤癌的最常见形式的发展的机械特性,从而导致一个变得比其他更攻击性和侵入性。

工作, 最近出版 性质,最终可能会帮助医生预测特定的肿瘤将如何发展,并可能导致新的抗癌疗法。

没那么简单

研究人员主要集中在两个类型的肿瘤,在被称为表皮干细胞的皮肤干细胞起源之内的:基底细胞和鳞状细胞癌,其中后者往往是比其他的更积极的和危险的。两种类型的肿瘤也具有非常独特的结构和外观:基底细胞癌起源作为芽细胞样细胞的集群,而鳞状细胞癌如开始在皮肤组织小褶皱。

通过博士后导致文斯百花在伊莱恩·富克斯的实验室,团队诱导每种类型的肿瘤中的基因工程小鼠的两个不同的组,然后测量其物理性能和其周围组织的。与研究人员在普林斯顿大学合作,他们还构建了精确地模拟肿瘤如何产生和获得其特有的形状表皮的计算机模型。

以前的研究已经表明,在简单的单层组织如那些在肠道中发现的,肿瘤发展和变化形状很大程度上响应于癌症细胞的快速增殖和它们施加作为细胞推的力和拉在彼此。但球队的计算机模拟表明,这些因素并不能产生独特的形状和基础的结构和鳞状细胞癌是比较复杂的,多层次的组织一样,是通过对小鼠进行的实验证实了表皮,建议中的形式。

所以团队开始寻找能在事实上产生了两种不同类型的肿瘤其他罪犯。

一个岩石和硬地

通过在基因表达的两种类型的肿瘤,百花和确定了一组,在设置基底膜,通过的干细胞分泌的缠结蛋白的薄致密层的物理性质中起关键作用的基因的他的同事们之间分析的差异表皮及其发展的肿瘤。 “基底膜充当一种地板的分隔从周围组织肿瘤,”菲奥雷解释。

计算机建模预测,软化基底膜或增加在它被组装将产生基底细胞癌的特性芽的速率。加强膜或减慢其组装速率,而另一方面,将导致在折叠与鳞状细胞癌有关。

测试这些预测,研究人员操纵的基因的表达在他们的实验室动物,改变刚度和以各种方式基底膜的装配率。模拟证明是正确的:改变所述基底膜的机械性质实际上影响二者的形状和基底和鳞状细胞癌的行为一样。

“在每一种情况下,我们预测确实会发生恰巧,”菲奥雷说。

进一步的实验表明,基底和鳞状细胞癌是不是由他们脚下的地板的物理性能只是形,但是。即直接位于它们上方所谓基底层细胞的层:其结构和行为也由屋顶高举过头的刚度的影响。

鳞状细胞癌的特点是相对刚性的基底层的屋顶,使其更有可能的是,肿瘤最终会通过基底膜地板破裂,逃逸到皮肤深层,以及整个身体最终蔓延。基底细胞癌,其基底层屋顶是刚性较低,更有可能留在原地,使它们更良性的。

“因为表皮干细胞使双方基底膜和覆盖基底层细胞,它们所控制的组织架构,”福克斯说,谁是洛克菲勒的丽贝卡℃。兰斯菲尔德教授。 “然而,随着干细胞获得癌症诱导突变改变基因表达他们的计划,他们开始以保持组织的身体健康所需的机械性能失去控制。”

通过识别某些基因的那个形状肿瘤的发展,研究有一天会帮助临床医生可以预测一个特定的肿瘤是否有可能成为危险的攻击性,并可能防止这种情况发生的药物提供靶点。

“考虑到这些原则,你可以开始了解如何肿瘤变成恶性,然后用这些知识来进行风险评估或开发新的疗法,”菲奥雷说。

Dr. 伊莱恩·富克斯

伊莱恩·富克斯
丽贝卡℃。兰斯菲尔德教授
调查员,霍华德休斯医学研究所
罗宾chemers neustein哺乳动物细胞生物学和发展实验室


相关出版物

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多层上皮肿瘤请示的架构和功能的力学
文森特·F。菲奥雷,马捷krajnc,费利佩·加西亚基罗斯,约翰levorse,H。阿玛莉亚pasolli,斯坦尼斯年。 shvartsman和伊莱恩·富克斯


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