癌细胞与环境“对话”，环境也会回应

动物细胞与其环境之间的相互作用，即称为细胞外基质的纤维网络，在细胞功能中起着关键作用，包括生长和迁移。但人们对控制这些相互作用的机械力了解较少。

康奈尔大学的工程师和宾夕法尼亚大学的同事组成了一个多学科团队，他们设计了一种方法来测量力一个细胞——在这种情况下，是乳腺癌细胞——对它的纤维环境施加作用。了解这些力量对许多学科都有影响，包括免疫学和癌症生物学，并可以帮助科学家更好地设计组织工程的生物材料支架。

该小组由生物与环境工程系副教授吴明明领导，开发了3d牵引力显微镜来测量荧光标记珠分布在a中的位移胶原蛋白矩阵．这些珠子在迁徙的牵引力下移位了乳腺癌细胞嵌在矩阵里。这个谜题的一个重要部分是用珠子的位移来计算细胞施加的力。这项计算是由宾夕法尼亚大学材料科学与工程教授Vivek Shenoy领导的团队进行的。

该小组的论文，“纤维非线性弹性使细胞和细胞外基质之间的正机械反馈”，于11月21日在线发表美国国家科学院院刊．马修·霍尔博士现在是密歇根大学的博士后研究员，是这项研究中使用的胶原蛋白基质的主要作者和工程师。

wu也隶属于威尔康奈尔医学的康奈尔微环境和转移中心，该中心于2009年至2015年存在，她的团队的工作集中在一个基本问题上:细胞对它们施加多大的力细胞外基质什么时候迁徙?

“基质就像一根绳子，为了让细胞移动，它们必须对这条绳子施加力，”她说。“问题来自癌症转移，因为如果细胞不四处移动，它就是良性肿瘤，通常不会危及生命。”

当癌细胞迁移时，就会出现严重的问题。研究小组发现，这种迁移是通过细胞和基质之间的“交叉对话”进行的。当细胞拉动基质时，纤维基质变硬;反过来，基质变硬导致电池更用力地拉，从而使基质变得更硬。

这种增加的硬化也增加了细胞力的传递距离，这可能会促进癌细胞的转移。

霍尔说:“我们已经证明，细胞能够通过施加力来排列附近的纤维。”“我们还表明，当基质纤维性更强时——不太像连续的材料，更像纤维网——它们能够通过产生力来排列纤维。一旦纤维排列整齐，绷紧，就更容易细胞拉住他们，然后迁徙。”

她说:“我坚信，每一个新的科学发现都与新技术的发展密切相关。”“每使用一种新工具，你都会发现一些新东西。”

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