癌细胞如何 “软化” 血管内皮细胞？这项研究揭示关键机制

为探究癌细胞与内皮细胞（ECs）相互作用机制，研究人员用 AFM 技术研究，发现癌细胞可改变 ECs 力学特性，意义重大。

　　在人体这个奇妙的 “小宇宙” 里，血管就像纵横交错的高速公路，而血管内皮细胞（Endothelial Cells，ECs）则是这条高速公路的 “守护者”，它们紧密排列，形成一道屏障，维持着血管的正常功能。然而，当癌细胞这个 “不速之客” 出现时，一切都开始变得不一样了。在癌症转移过程中，癌细胞试图穿越血管内皮屏障，侵入其他组织，这一过程涉及到癌细胞与内皮细胞的相互作用。以往，大多数研究都聚焦于癌细胞本身，对内皮细胞在这个过程中的力学特性变化却知之甚少。但实际上，内皮细胞的力学特性改变可能在癌症转移中起着至关重要的作用，就像一把隐藏的 “钥匙”，可能决定着癌细胞能否顺利 “闯关”。那么，癌细胞究竟是如何影响内皮细胞的力学特性的呢？为了揭开这个谜团，来自 Université Grenoble Alpes 等机构的研究人员展开了深入研究，相关成果发表在《Scientific Reports》上。

研究人员采用了原子力显微镜（Atomic Force Microscope，AFM） 基于微流变学的技术，这一技术就像是给细胞做 “微观体检”，能够精准地测量细胞的力学特性。他们从两个方面进行研究，一是观察内皮细胞在癌细胞条件培养基（T24-ECGM）中的变化，二是研究内皮细胞与癌细胞直接接触时的情况。

在研究结果部分，首先是内皮细胞在 T24-ECGM 中的情况。研究人员通过 AFM 测量发现，在 T24-ECGM 中培养的内皮细胞，其杨氏弹性模量（Young’s elastic modulus）中位数为 1.3kPa，略低于对照组的 1.8kPa，但差异并不显著。不过，利用微流变学技术进一步分析发现，这些内皮细胞的弹性模量（G'）在整个测量频率范围内都低于对照组，这表明细胞出现了软化现象。而且，T24-ECGM 培养的内皮细胞的 G' 曲线拟合指数 a 和 b 都比对照组大，这意味着细胞的粘弹性行为发生了改变。同时，T24-ECGM 培养的内皮细胞的弹性模量（G'）和粘性模量（G''）交叉频率（f_T）比对照组更高，说明其粘性特性的主导出现了延迟。

接着是内皮细胞与 T24 癌细胞直接接触的情况。实验结果显示，与 T24 细胞直接接触的内皮细胞，杨氏弹性模量中位数降至 0.7kPa，与对照组的 1.4kPa 相比显著降低。并且，接触组内皮细胞的弹性模量（G'）整体低于对照组，其 G' 曲线拟合指数 a 比对照组低 80%，b 比对照组小 23%，这表明细胞的弹性特性变化明显。而粘性模量（G''）方面，对照组和接触组的拟合曲线差异不显著，说明细胞的粘性模量未因接触癌细胞而发生明显改变。此外，与 T24 细胞直接接触的内皮细胞，其弹性模量（G'）和粘性模量（G''）交叉频率（f_T）比对照组更低，表明这些细胞更快地进入了玻璃态。

然后研究人员对内皮细胞的肌动蛋白（actin）分布进行了研究。通过免疫染色和图像分析发现，在 T24-ECGM 中培养的内皮细胞，肌动蛋白簇的相对面积显著减少，而纤维分布没有变化；与 T24 细胞直接接触的内皮细胞，不仅肌动蛋白簇的相对面积减少，纤维的相对面积也显著降低。这说明癌细胞无论是通过分泌物质还是直接接触，都能引起内皮细胞肌动蛋白细胞骨架的重组。

综合上述研究结果，研究人员得出结论：癌细胞可以通过分泌物质或直接接触改变内皮细胞的力学特性。在癌症转移过程中，癌细胞分泌的物质能在其未黏附到内皮细胞之前，就使内皮细胞软化，而直接接触则会进一步降低内皮细胞的刚度，同时两种方式都会引起内皮细胞肌动蛋白细胞骨架的重组，这些变化可能有助于癌细胞穿越内皮屏障。

这项研究意义重大，它揭示了癌细胞与内皮细胞相互作用的新机制，让我们对癌症转移过程有了更深入的理解。以往我们对内皮细胞在癌症转移中的作用认识不足，而这项研究就像一盏明灯，照亮了这个领域的研究方向。它为后续开发针对癌症转移的治疗策略提供了新的靶点和理论依据，有望帮助科学家们找到阻止癌细胞转移的新方法，为攻克癌症带来新的希望。