癌细胞的移动和转移受到周围液体的影响
细胞迁移即细胞在体内的运动方式，对于正常的身体功能和疾病进展都是至关重要的。细胞运动是使身体部位在早期发育时在正确的位置生长、伤口愈合和肿瘤转移的原因。
在上个世纪，研究人员如何理解细胞迁移局限于生化信号的作用，还是趋化性，引导细胞从一个地方移动到另一个地方。例如，一种被称为中性粒细胞的免疫细胞会向身体中具有中性粒细胞的区域迁移高浓度的IL-8蛋白质，在感染期间会增加。
然而，在过去的二三十年里，科学家们已经开始认识到海洋的重要性机械或物理因素它们在细胞迁移中起作用。例如，人类的乳房上皮细胞——细胞乳房里的乳管内衬向刚度增加的区域迁移当放置在具有刚度梯度的表面时。
现在，研究人员不再仅仅关注细胞“固体”环境的影响，而是将注意力转向他们的“固体”环境。流体“环境。作为一个理论家我学的是应用数学，用数学模型来理解背后的物理细胞生物学．我的同事们肖恩·x·孙而且Konstantinos Konstantopoulos我是发现这一现象的先锋科学家之一水和液压通过理论模型和实验室实验影响细胞迁移。在我们最近发表的研究中，我们发现人类乳房癌症细胞迁移被增强流而且粘度这阐明了影响肿瘤转移的因素之一。
液体如何影响细胞迁移
人体内的细胞经常暴露在体液中不同的物理性质．水就是这样一种可以引导细胞迁移的液体。例如，我们发现水是如何流过细胞膜的影响乳腺癌细胞移动和转移的方式。这是因为进出细胞的水量会导致细胞收缩或膨胀，从而通过细胞不同部位的移位引起运动。
体液的粘度或厚度因器官而异，因健康与疾病而异，这也会影响细胞迁移。例如，肿瘤中癌细胞之间的液体比癌细胞之间的液体更粘稠正常细胞在健康组织中当我们比较乳腺癌细胞在充满正常粘度液体和高粘度液体的密闭通道中移动的速度时，我们发现高粘度通道中的细胞反直觉地加速相差40%。这一发现出乎意料，因为基本物理定律告诉我们，惰性粒子在高粘度流体中会由于阻力增加而减速。
我们想弄清楚这个惊人结果背后的机制。因此，我们确定了参与这一过程的分子，发现了一系列允许高粘度环境增强细胞运动性的事件。
我们发现，高粘度的液体首先促进了一种叫做肌动蛋白的蛋白质丝的生长，它打开了细胞膜上的通道，增加了水的摄入量。细胞从水中膨胀，激活另一个吸收通道钙离子．这些钙离子激活另一种被称为肌凝蛋白的蛋白质丝，诱导细胞移动。这一连串的事件诱导细胞改变它们的结构，并产生更多的力来克服高粘度流体施加的阻力，这意味着细胞根本不是惰性的。
我们还发现，细胞在暴露于高粘度介质后仍保留“记忆”。这意味着，如果我们把细胞放在高粘度的介质中几天，然后把它们放回正常粘度的介质中，它们仍然会以更快的速度移动。细胞如何保持这种记忆仍然是一个悬而未决的问题。
然后，我们想知道我们关于粘性记忆的发现是否在动物身上仍然成立，而不仅仅是在培养皿中。因此，我们将人类乳腺癌细胞暴露在高粘度介质中6天，然后将它们置于正常粘度介质中。然后我们将这些细胞注射到鸡胚胎和小鼠体内。
我们的结果是一致的:与未预先暴露的细胞相比，预先暴露于高粘度介质的细胞泄漏到周围组织和转移的能力增加。这一结果表明，细胞周围环境中液体的粘度是促进癌细胞转移的机械生物学线索。
对癌症治疗的影响
癌症患者通常不会死于肿瘤的原始来源，而是死于肿瘤本身扩散到身体的其他部位．
当癌症细胞它们穿过身体，进入具有不同流体粘度的空间。了解流体粘度如何影响肿瘤细胞的运动可以帮助研究人员找到更好地治疗和在癌症转移之前检测癌症的方法。
下一步是建立成像和分析技术，以精确检测来自不同类型实验室动物的细胞对流体粘度变化的反应。识别调节细胞如何对变化做出反应的分子粘度可以帮助研究人员确定潜在的药物靶点，以减少癌症的传播。
