作者:艾利森·加斯帕里尼，斯坦福大学 信用:CC0公共领域 在你的体内，细胞运动在许多重要的生物过程中起着至关重要的作用，包括伤口愈合、免疫反应和癌症的潜在扩散
“大多数人不会死于原发性肿瘤，”化学工程研究生科拉德·阿德博瓦尔说，他是斯坦福大学化学、工程和人类健康医学化学生物学接口研究生项目的成员
“问题是当肿瘤中的癌细胞获得转移或转移到身体不同部位的能力时
" 作为推进细胞迁移研究的一种尝试，斯坦福大学机械工程副教授奥维吉特·乔杜里(Ovijit Chaudhuri)实验室的Adebowale和他的同事们致力于开发和测试新型材料，这些材料能紧密模仿细胞周围的真实组织
基于这项工作的新发现发表在4月19日的《自然材料》上，颠覆了细胞迁移的“教科书”观点，更好地揭示了材料的弹性和粘性对细胞的影响
该论文的主要作者阿德博瓦尔说:“我们发现，如果癌细胞在一种非常坚硬的塑料上，或者它们在一种柔软的粘弹性材料上，比如果冻，情况就会大不相同。”
“这增加了许多最近的证据，表明癌症的行为不仅仅与癌细胞有关，还与癌细胞相互作用的环境有关
" 像橡皮泥一样 细胞迁移传统上是在一种叫做“组织培养塑料”或弹性水凝胶的硬而透明的聚合物上进行研究的，就像软性隐形眼镜一样
基于这些研究，目前的观点是细胞不能在太软的水凝胶上迁移
然而，研究人员的目标是模拟细胞在其上迁移的真实生物组织——这些组织柔软且不像橡皮筋那样纯弹性，而是粘弹性的
“它们是固体物质，但它们也具有粘性和液体特性，使它们能够在更长的时间内流动，”阿德博瓦尔说
乔杜里说，粘弹性材料的例子包括面包面团、马苏里拉奶酪和橡皮泥
这些材料最初像弹性材料一样抵抗变形，但随着时间的推移，粘性会使这种抵抗松弛
当研究人员研究癌细胞在其更像组织的基质上的运动时，结果与现有的预期相矛盾
该论文的资深作者肖杜里说:“我们发现，当基底是粘弹性的时候，细胞可以非常强劲地迁移，即使它很软。”
这项研究不仅发现细胞可以在柔软的粘弹性基底上迁移，研究人员还发现迁移运动是独特的
在像组织培养塑料一样坚硬的2D表面上，细胞粘附在表面上并形成扇形突起
这种突起被称为片状平台，通过向前延伸前缘并推离表面来推动向前运动
在研究小组创造的粘弹性材料上，细胞并没有如此广泛地扩散
取而代之的是，他们使用被称为丝状体的细而尖的突起来驱动他们的运动
此外，他们的实验显示细胞利用所谓的“分子离合器”在基质上迁移
“想象你在冰上移动
乔杜里说:“如果你对冰没有足够的附着力，试图逃跑，你哪儿也去不了。”
“你真的需要一个强有力的抓地力来推动前进
这就是分子离合器对细胞的作用
" 刚性组织培养塑料上的健壮迁移细胞与基质形成强粘附
作者观察到，柔软的粘弹性基底上的细胞也能够强健地迁移，但重要的是，这些细胞能够在较少的弱粘连下迁移——就像细胞在它们的脚尖上移动，而不是在它们的整个脚上
阿德博瓦尔说:“我认为最令人惊讶的是，材料的性质——粘弹性——对细胞迁移的能力有如此巨大的影响。”
粘弹性与细胞培养 研究人员观察到的细胞迁移模式在硬基底或只有弹性的基底上是看不到的，这一事实表明了可见的共弹性对细胞行为是多么重要，因此在未来的研究中复制是很重要的
“这挑战了教科书上关于我们如何理解细胞迁移的观点，”乔杜里说
“细胞在粘弹性组织上的迁移不同于在玻璃、塑料培养皿或弹性凝胶上的迁移
所以，如果我们想研究细胞迁移，我们需要使用粘弹性基质
" 虽然这项研究着眼于单细胞迁移，但癌细胞是作为一个群体在体内迁移的，不同的发育阶段涉及细胞的集体运动
接下来，研究人员希望回答粘弹性如何影响集体细胞迁移的问题
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