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Nature:细胞外液的粘度对原发性肿瘤转移的影响
[ 来源:转载自网络   发布日期:2022-11-21 10:15:49  责任编辑:  浏览次 ]


在一项新的研究中,来自美国约翰霍普金斯大学和西班牙庞培法布拉大学等研究机构的研究人员发现包围细胞的细胞外液的粘度(即流动阻力)越高,癌细胞就越容易从原发性肿瘤转移到身体的其他部位,这些发现揭示了一种促进癌细胞传播的新机制,并为正在进行的研究提供了一个框架,最终可能导致确定攻击癌症转移的潜在新靶标。相关研究结果发表在2022年11月10日的Nature期刊上,论文标题为“Extracellular fluid viscosity enhances cell migration and cancer dissemination”。

体液粘度失调与许多疾病相关,但迄今为止关于癌细胞传播的研究主要是利用类似于水的低粘度液体进行的。细胞形状和细胞内结构并参与细胞运动的细胞骨架如何与离子通道和离子转运体---引导带电分子流过细胞膜的蛋白---协作以调节高粘度下的高效迁移。细胞外液粘度随着正常细胞和癌细胞分泌的大型蛋白的降解以及原发性肿瘤生长导致的淋巴管排水受损而上升。研究发现,更高的阻力环境驱动了更密集的肌动蛋白网络的形成,这促进了与水通道合作的离子转运体的局部富集,以促进水吸取、促进细胞膨胀和增加膜张力。在细胞的前缘,这种增加的膜张力激活了一种信号通路,该信号通路包括一种能感知物理线索的名为TRPV4的离子通道。细胞外液粘度指示细胞打开它的TRPV4通道,促进钙的摄入,这增强了细胞产生力量的能力,并最终推动细胞更快地运动。

当研究者们敲除TPRV4后,结果阻止了细胞的更快运动,以及它们在预先暴露于高粘度的细胞外液时形成记忆的能力。他们使用3天大的斑马鱼胚胎模型显示,对粘度升高的记忆可以使细胞在体内更快地通过血管移动。他们还使用鸡胚胎和小鼠模型证实,这种记忆可以通过一种称为外渗(extravasation)的过程加强癌细胞向血管外扩散,并导致更多的远处转移性细胞集落(metastatic colony)。

综上,本研究揭示了细胞如何感知和应对粘度升高的物理线索,以及控制细胞形状和细胞内结构并参与细胞运动的细胞骨架如何与离子通道和离子转运体---引导带电分子流过细胞膜的蛋白---协作以调节高粘度下的高效迁移。

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