合作学习癌症细胞大量增殖和转移
众所周知,癌症细胞迁移和协作形成网络,作为管道提供营养和血管。现在,日本的研究人员已经从癌细胞生成类似的大规模结构实验室,从而获得更好的理解底层的部队和他们的相互作用。
增殖细胞经常为了合作形式self-beneficial大规模结构;包括细菌生物膜,保护单层上皮或内皮毛细血管等更复杂的配置。恶性肿瘤细胞,这一过程被称为vasculogenic模仿,形式结构,便于获得营养血管肿瘤的生长和转移。生物化学和生物物理机制并不清楚,这种有目的的行为是很难复制实验直到现在。
在发表的一项研究生物物理期刊2020年3月,来自大阪大学的研究人员与先进的信息与通信技术研究所合作,国家信息和通信技术研究所(NICT),演示了迁移和大规模结构形成的癌症细胞生长在人工基底膜基质,并开发了简单的模拟模型,复制他们的观察。
该研究小组首先讲究的海拉细胞,epithelial-like颈椎的压力癌症细胞在基底膜基质,凝胶状的蛋白质混合物像许多组织的细胞外环境,和表明,细胞迁移,形成大规模的结构。这是以前难以实现体外,海拉细胞相对non-motile玻璃。利用延时成像他们分析了细胞迁移模式和量化的大规模结构两点相关函数。
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图2集体癌细胞的迁移和细胞聚集的形成。最左边的图像显示了初始分布的癌细胞。大约700个细胞如图片所示。剩下的三张图片一起给71个随机选择的细胞的5小时的轨迹。许多细胞移向右上方位置的图像和一个聚合形成的。每个图像的面积是1毫米x 1毫米。信贷:大阪大学 -
图3细胞桥连接两个细胞聚集形成。绿色圆圈中的细胞最初搬到左下角位置(0 - 1小时),然后扩展它的身体向细胞蓝圈(2.5 - 5小时)。因此,细胞“架桥”两个细胞聚集,一个在底部左边和顶部的其他权利。每个图像的面积是0.5毫米x 0.5毫米。信贷:大阪大学
“我们首先观察到海拉细胞表现出增加活性基底膜基质,这之后减少它们集成到一个空间独特的结构,”博士解释道Tokuko Haraguchi, NICT高级研究员。“我们在附近还指出,海拉细胞形成细胞聚集,之间的桥梁,结构在细胞密度依赖的方式形成的。”
来解释这些结果,研究人员开发了一个模拟模型,细胞迁移和交互使用两种不同的力量:远程部队,在远处通过基板变形,并在地域邻近细胞间接触力。通过选择性地启用这些力量,他们模仿formed-islands这三种类型的结构,网络结构和continents-according细胞密度。
佐藤Nakano,作者解释说他们的发现的潜在影响。“癌细胞可能依靠vasculogenic模仿生存和增殖,”他说。“完全理解这一过程可以通过操纵相关的细胞密度和力参数,抑制这些网络结构。这可能对抗癌症潜力巨大。”
更多信息:佐藤Nakano et al .角色的远程和接触力在上皮细胞结构的形成,生物物理期刊(2020)。DOI: 10.1016 / j.bpj.2020.01.037
