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癌细胞利用内皮细胞间隙进行转移

2019-05-05 09:09:46 • 来源：

根据PLOSComputational Biology发表的一项新研究(“机械力量平衡驱动内皮间隙形成和可能促进癌症和免疫细胞外渗”)，癌细胞可能依赖机会主义以及化学信号传导通过身体传播。由伯明翰大学的数学家提供。

癌细胞利用内皮细胞间隙进行转移

随着癌细胞的转移，它们需要跨越内皮细胞层。人们一直认为癌细胞向内皮细胞发出信号，使它们开辟癌症可以通过其移动的间隙。现在，伯明翰的一个研究小组已经建议，替代或补充的过程也可能起作用。该研究小组与麻省理工学院，萨拉戈萨大学和其他人的合作伙伴合作，建立了内皮细胞行为的详细数学模型，以显示内皮层开口的方式和位置，以及它们保持开放的时间。

他们的研究结果表明，细胞结构内的物理力如何不断地向不同方向推动和拉动细胞，有时导致它们之间的结合破裂，留下暂时的空隙。

“内皮细胞间隙的形成是癌症和免疫细胞外渗的重要过程，有助于感染期间免疫系统的功能，慢性炎症和肿瘤转移的不利发展。在这里，我们提出了内皮细胞单层的随机 - 机械多尺度模型，并表明内皮的动态性质导致自发间隙形成，即使没有转移细胞的干预。研究人员写道，这些间隙优先出现在三个内皮细胞之间的顶点，而不是两个细胞之间的边界。

“我们量化这些差距的频率和寿命，并通过实验验证我们的预测。有趣的是，我们通过实验发现癌细胞也优先在顶点渗出，即使它们首次在边界上停留。这表明外渗细胞，而不是最初向内皮发出信号，可能利用内皮中自主形成的间隙来启动转移。“

研究人员用癌细胞测试了他们的内皮单层细胞培养模型，并观察了癌细胞的能力如何利用这种内皮细胞运动并通过间隙迁移。

伯明翰大学应用数学讲师，Fabian Spill博士解释说：“内皮细胞的间隙自发地开放和关闭，无论癌细胞是否存在。”“它们是由力学和化学之间的相互作用引起的，它们对细胞施加不同的作用力。已经做了很多工作来表征内皮的化学特性。我们的工作是对这项研究的补充，重点关注这些过程中的机械力。“

科学家还发现开口最有可能出现在三个或更多细胞的交界处，而不是两个细胞的边界。落在两个细胞之间边界的癌细胞能够向这些三细胞连接处迁移，并在那里泄漏。这表明癌细胞不仅能够向内皮发出信号，以化学方式开辟新的空白，还可以采用机会主义的观望态度。这使他们能够利用内皮中间隙的自发形成。

在这项研究中，该团队专注于血管系统。未来的工作将检查淋巴系统或不同类型的内皮细胞，并将更加详细地关注内皮间隙动力学的其他促成因素，如血流和血管的三维结构，所有这些都会影响癌细胞转移。

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