在顯微鏡下,它依稀像是一個波浪,隨著幻燈片上的播放,細胞的邊緣而碰撞和翻滾。但是,除了表面現象,細胞的運動是一個精確而嚴格控制的過程,涉及分子的動態網絡。
但對癌細胞來說就不那么正確了。
擺脫這些活動限制是癌細胞在體內擴散的重要原因,也是英國癌癥研究所Beatson研究所的Nikki Paul博士想要了解的。
這對Paul來說是至關重要的工作,因為大多數病人死于擴散的癌癥,癌細胞通過一個叫做轉移的過程,在身體的另一個部位定居下來。她希望找到一種方法來阻止癌細胞移動,或者通過使用藥物來阻止導致癌細胞誤入歧途的分子。
圖片來源:Dr Nikki Paul
使癌細胞移動
細胞之間不斷地交流,接收和發出信號。其中一些信號會促使細胞移動到身體完全不同的部位。這種遷移對身體非常有益,調動我們的免疫細胞來幫助我們抵抗感染,或者細胞聚集在傷口上形成痂。
但對于癌細胞來說,就不那么理想了。
這就是Paul的用武之地。她想知道它們要去哪里,是什么讓它們決定離開它們最初開始生長的地方,以及最終如何阻止它們。
她專注于由肌動蛋白構成的幫助細胞移動的手指狀突起--絲狀偽足。癌細胞比健康細胞有更多的尖狀突起。Paul想知道為什么,這樣她就能找到阻止或減緩癌細胞遷移的方法。
為了做到這一點,Paul需要使用一些相當復雜的相機。
細胞中的冰與火之歌
幸運的是,英國癌癥研究所Beatson研究所擁有許多功能強大的顯微鏡,可以讓科學家觀察單個細胞。
通過使用一種可以與構成手指狀突起的肌動蛋白絲結合的染料,Paul可以在顯微鏡下觀察癌細胞的活動。圖像頂部的弧線顯示了細胞的前緣,它有一個內置的指南針。不同的顏色代表細胞移動的距離--從藍色到粉色再到紅色--當它沿著表面滑動時。
通過使用超分辨率顯微鏡,Paul可以觀察到細胞遷移的動態以及與其他細胞的相互作用。它揭示了一些有趣的偏好。
這種特殊的老鼠黑素瘤細胞會自己移動,但也有其他類型的癌細胞更喜歡成群遷移,而且有些移動得更快。在制定防止癌細胞擴散的策略時,這些差異可能很重要。
"我們也可以看到癌細胞在組織中的遷移,這對概括病人的情況很有幫助,"Paul解釋道。
為什么癌細胞會遷移?
以前有關于為什么癌癥會擴散到身體其他部位的博客。事實證明,有很多東西可能會使癌細胞偏離最初生長的地方。
通常,癌細胞在DNA中積累的突變使它們更活躍,更容易遷移。但這并不是細胞開始移動的唯一原因,它們還在不斷地觀察并對環境的變化做出反應。
Paul解釋說,某些DNA缺陷可以改變細胞的需要。例如,它們可能需要更多的營養。這些渴望會導致癌細胞脫離腫瘤,進入血液,尋找一個更舒適的地方生長。
但對Paul來說,原因并不重要。了解細胞如何移動和入侵身體的其他部分是這個謎題的關鍵,特別是當目標是遏制癌細胞時。
像Paul這樣的科學家可以在顯微鏡下觀察癌細胞,并監測它們對靶向細胞運動的藥物的反應。通過創建延時視頻,Paul可以跟蹤細胞隨時間的速度和距離,并了解它們如何將一只腳放在另一只腳前面。
總的來說,這提供了重要的信息,他們可以利用這些信息來制定戰略,阻止癌癥的發展。
"許多新的治療方案現在都涉及到治療的組合,"Paul說。"有時我們使用不同的藥物來殺死癌細胞,但也會在一開始就阻止癌細胞的遷移和擴散。"
參考資料:
【1】Stopping cancer in its tracks
【2】Science Surgery: 'Why do some cancers metastasise, but others don't?'
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