挑战经典理论！首次揭示了乳腺癌细胞入侵健康组织的机制

　　

任何癌症最致命的特征是转移，即癌细胞在全身的扩散。宾夕法尼亚州立大学领导的一项新研究首次揭示了乳腺癌细胞入侵健康组织的机制。这一发现表明，在软组织模型中，一种名为动力蛋白(dynein)的运动蛋白为癌细胞的运动提供了动力，为对抗癌细胞转移提供了新的临床靶点，并有可能从根本上改变癌症的治疗方式。

宾夕法尼亚州立大学药理学助理教授、该研究的主要共同通讯作者Erdem Tabdanov说:“这一发现标志着许多方面的范式转变。”该研究最近发表在《高级科学》杂志上。“到目前为止，动力蛋白从未被发现为癌细胞运动提供机械力，也就是癌细胞自我运动的能力。现在我们可以看到，如果你以动力蛋白为目标，你可以有效地阻止这些细胞的运动，从而阻止转移性传播。”

该项目最初是宾夕法尼亚州立大学化学工程系和宾夕法尼亚州立大学医学院之间的合作，后来发展成为罗切斯特大学医学中心、佐治亚理工学院、埃默里大学和美国食品和药物管理局的多机构合作伙伴关系。

研究人员使用活体显微镜观察活乳腺癌细胞在模仿人体的两种不同系统中的迁移。第一个系统是胶原纤维的二维网络，揭示了癌细胞如何穿过肿瘤周围的额外细胞基质，并表明动力蛋白是癌细胞运动的关键。第二个系统是一个三维模型，由Amir Sheikhi、Dorothy Foehr Huck和J. Lloyd Huck领导的团队开发，他们是宾夕法尼亚州立大学生物材料和再生工程早期职业主席，也是化学工程和生物医学工程助理教授。

第二个系统被设计用来模拟软组织，使用微观水凝胶颗粒或微凝胶连接在一起形成类似肿瘤的形状。与二维模型一样，研究人员在三维模型中发现，动力蛋白在癌细胞的扩散或转移中是“不可或缺的”。

Sheikhi说:“使用这些部分模拟肿瘤的三维模型，我们发现如果我们阻断动力蛋白，癌细胞就不能有效地移动和浸润实体组织。”“在这两种模型中，我们发现动力蛋白对细胞运动非常重要，这为癌症治疗提供了一种全新的方法。我们正在展示如何使癌细胞瘫痪，而不是用放疗或化疗来杀死癌细胞。这是一个好消息，因为你不必真的杀死细胞，这是一种针对癌变细胞和健康细胞的严酷方法。相反，你只需要阻止癌细胞的移动。”

Tabdanov解释说，与化疗相比，细胞“麻痹”可能被证明是一种有效的癌症治疗策略，因为在手术切除主要肿瘤后，它可以防止癌症扩散，而不会损害健康的组织和细胞。

Tabdanov说:“化疗的诀窍是杀死癌细胞的速度要比身体其他部分快一点——这是一场与时间的赛跑。”“化疗在忙于杀死癌症的同时，对身体正常、健康的组织造成了很大的损害。如果我们能控制癌症，阻止它的发展，我们就能保持身体健康部分的健康。”

研究人员指出，任何潜在的临床治疗仍然很遥远，因为他们还没有进行人体或动物试验。谢赫已经为他的团队的平台申请了多项专利，并计划利用这项技术研究包括其他癌症在内的无数疾病。

“我们对与宾夕法尼亚州立医学院的合作感到非常兴奋，我们的实验室也在其他项目上密切合作。我认为这些平台有一天可以为癌症以及许多其他疾病提供个性化医疗和个性化治疗。”

该论文的其他作者是宾夕法尼亚州立医学院的Yerbol Tagay;宾夕法尼亚州立大学化学工程系的Sina Kheirabadi和Zaman Ataie;罗彻斯特大学医学中心的Rakesh Singh;乔治亚理工学院和埃默里大学的Denis Tsygankov;以及美国食品和药物管理局的Olivia Prince、Ashley Nguyen、Alexander Zhovmer和Xuefei Ma。

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Dynein-Powered Cell Locomotion Guides Metastasis ofBreast Cancer