肿瘤的形状可能影响细胞是否转移

根据伊利诺伊大学的一项新研究，癌变肿瘤中只有少数细胞能够脱离并扩散到身体的其他部位，但肿瘤边缘的曲线可能在激活这些肿瘤种子细胞方面发挥了重要作用。

利用各种形状和模式的工程组织环境，对皮肤癌的研究发现，细胞培养物越弯曲，就越有效果癌症细胞在边缘显示的干细胞特征标记-扩散到其他组织的关键。这有可能进一步加深我们对癌症的了解，并制定个性化的治疗计划。

研究人员在兽医科学和工程教授和蒂莫西·粉丝夫人领导，研究人员在学报上发表了他们的研究结果自然材料。

“癌症最危险的部分是转移，”Kilian说。“有些细胞我们称之为癌症干细胞采用致命的特征，他们可以穿过血液到其他组织并形成新的肿瘤。需要方法可以找到这些细胞并进行研究，并且重要的是，发展靶向它们的药物，因为这些癌症干细胞对靶向主要肿瘤的化疗药物是抗性的。这导致复发：癌症回来了。“

基尔安的小组专门从事组织工程来创造肿瘤的模型，以便更准确地研究培养皿中的癌症过程。在新的研究中，研究人员在不同形状和图案的各种2-D和3-D环境上培养小鼠皮肤癌菌落，以了解肿瘤形状是否有助于激活癌症干细胞，并在肿瘤中看到肿瘤的位置干细胞出现。

他们发现，肿瘤干细胞似乎在工程肿瘤环境的边缘出现最多，特别是在有角和凸曲线的地方。

“这实际上非常令人惊讶，”克里安说。“正常干细胞更喜欢柔软，柔软的内部位置。因此，对于癌症，每个人都假定癌症干细胞在肿瘤的中间。我们发现几何限制，就像你有肿瘤都会有健康组织的地方，似乎在周边激活这些癌症干细胞。“

研究人员在其工程化环境中做了许多测试，以确认肿瘤扩散能力，例如遗传分析。他们还测试了其他癌症系 - 人类颈椎，肺和前列腺癌 - 并发现它们以相同的方式对图案化的肿瘤环境作出反应。

然后，Kilian的团队与粉丝组合作，以测试活小鼠的皮肤癌症干细胞，发现从图案化环境中取出的细胞比从传统的扁平盘中取出的细胞更容易引起肿瘤。

Kilian说:“我们发现，当给老鼠注入我们设计的具有这些干细胞特征的细胞时，更多的老鼠发生了肿瘤，而且它们在肺部转移的几率要高得多。”“在肿瘤中，类似地，形成这种形状的区域可能会激活细胞，从而逃脱并形成更多的肿瘤。”这使得外科医生可以通过观察肿瘤生长的周长来判断哪些区域可能更成问题——哪些区域需要切除肿瘤周围更多的组织，哪些区域不需要切除太多。”

Kilian希望这种模式化的、工程组织环境将给研究人员提供一种新的方法来发现和培养癌症干细胞，这在传统的培养中是非常难以捉摸的——不到1%的细胞，他说。除了发现和理解这些癌症扩散细胞的基础科学之外，他还认为工程肿瘤环境在个性化医疗中有治疗应用。

“你可以想象一个病人有一个特定的肿瘤。你可以用病人自己的细胞在培养皿中进行设计，你可以开发出特定肿瘤的模型来测试药物，”他说。“如果你能取出病人的细胞，在几天内就有微小肿瘤，可以用来筛选所有可用的药物，那么肿瘤学家就能针对这两种药物，为病人量身定制治疗方案。肿瘤细胞这些难以捉摸癌症干细胞那是我们看不到的。

“还有很多工作要做，但我们对一种非常简单的材料的增长特性感到非常兴奋瘤可能是疾病传播的元凶。我们认为它为药物开发、指导手术以及了解癌症的进展和扩散开辟了新的研究途径。”Kilian说。“癌症非常复杂，所以把它放在具体的环境中是关键。如果存在一种微环境，为激活癌细胞提供环境，那么了解这一点很重要。”

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