大多數(shù)癌癥致死原因是由于癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移性。一旦轉(zhuǎn)移，癌細(xì)胞的遺傳和生理性質(zhì)都會改變。
之前研究都關(guān)注轉(zhuǎn)移性癌細(xì)胞的遺傳學(xué)變化，但是很難研究其生理變化。zui近MIT科學(xué)家開發(fā)出一種能夠研究癌細(xì)胞生理性質(zhì)的方法。該方法檢測癌細(xì)胞的三種關(guān)鍵性質(zhì)，細(xì)胞的質(zhì)量，硬度和摩擦性。
科學(xué)家應(yīng)該該方法分析了這些性質(zhì)如何變化才能導(dǎo)致癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移到新位置：科學(xué)家之前發(fā)現(xiàn)高轉(zhuǎn)移性的細(xì)胞形態(tài)通常不規(guī)則，但是MIT研究人員發(fā)現(xiàn)降低細(xì)胞摩擦性也會幫助癌細(xì)胞通過狹窄通道，推測摩擦性也在癌細(xì)胞通過血管到達(dá)新位置的過程中扮演重要角色。相關(guān)報(bào)道發(fā)表在4月22日的PNAS上。
Sangwon Byun博士和他的研究團(tuán)隊(duì)使用的系統(tǒng)是基于MIT癌癥研究中心的Scott Manalis博士之前開發(fā)的系統(tǒng)。Manalis博士稱該系統(tǒng)為懸浮微管共振器，能夠測量單細(xì)胞的質(zhì)量和密度。
在SMR中，細(xì)胞通過一個雕刻有小片的通道，小片以共振頻率振動，激光束能夠檢測到該振動。當(dāng)有細(xì)胞通過通道時，小片的共振頻率改變，科學(xué)家就能夠計(jì)算出細(xì)胞的質(zhì)量和密度。
在新研究中，科學(xué)家改進(jìn)了該系統(tǒng)，科學(xué)家可以追蹤每個細(xì)胞通過通道狹窄入口的速度。由于通道直徑小于細(xì)胞直徑，這樣就能估計(jì)細(xì)胞的規(guī)則性和通過通道的摩擦性。越快擠壓通過這個開口的細(xì)胞越不規(guī)則。
科研人員比較了兩種鼠肺癌細(xì)胞的不規(guī)則性。兩種細(xì)胞有一種轉(zhuǎn)錄因子NKX2-1表達(dá)不同：不表達(dá)該轉(zhuǎn)錄因子的癌細(xì)胞更具侵染性也更易轉(zhuǎn)移。科學(xué)家發(fā)現(xiàn)不表達(dá)NKX2-1的癌細(xì)胞通過狹窄通道的速度更快，與之前轉(zhuǎn)移性癌細(xì)胞跟不規(guī)則的報(bào)道相同。
研究人員進(jìn)一步比較了相同小鼠中的非轉(zhuǎn)移性癌細(xì)胞和轉(zhuǎn)移性癌細(xì)胞的不同，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)移性癌細(xì)胞不僅跟不規(guī)則而且轉(zhuǎn)移通過通道的速度更快。相似的結(jié)果在人 的非轉(zhuǎn)移性和轉(zhuǎn)移性肺癌細(xì)胞系中也得到證實(shí)。Byun博士稱，看起來細(xì)胞表明更平滑通過通道的能力越強(qiáng)。
該現(xiàn)象之前并未被發(fā)現(xiàn)，部分是因?yàn)榭茖W(xué)家無法同時檢測細(xì)胞體積，形狀和摩擦性。很多因素可以影響細(xì)胞和通道壁之間的摩擦系數(shù)，包括細(xì)胞表面的蛋白質(zhì)。如轉(zhuǎn)移性癌細(xì)胞通常細(xì)胞表面有大量的唾液酸，或許改變了摩擦系數(shù)。
哈佛醫(yī)學(xué)院教授Mehmet Toner 博士評價稱，MIT的新系統(tǒng)或許是世界上zui敏感的測量單個細(xì)胞的生物物理性質(zhì)的儀器。這能夠大大提高我們對轉(zhuǎn)移性癌細(xì)胞的性質(zhì)的理解。
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