哥本哈根大学 左图:突破基底膜侵入周围区域的乳腺癌细胞球体
这种能力是由基底膜成分中存在的netrin分子的比例决定的(图片来自埃勒尔实验室)
右图:解释基底膜柔软性对癌细胞穿越血管能力的影响的示意图
学分:哥本哈根大学 哥本哈根生物技术研究与创新中心埃勒尔小组的研究人员发现，包围细胞并覆盖所有血管的薄膜结构的刚性调节了癌细胞突破组织扩散到全身的难易程度，因此是癌症患者存活的关键决定因素
研究结果发表在今天的《自然材料》杂志上
研究人员使用生物化学、数学和生物物理方法分析了细胞、小鼠模型和人类患者样本
他们发现网状膜结构(基底膜)中存在一种蛋白质，这种蛋白质与肿瘤和血管的柔软性以及癌症患者的良好存活率有关
研究人员测试了从基底膜上去除这种蛋白质是否会促进癌症的扩散，确实如此，以及这种蛋白质的供应是否会减少癌症的扩散，确实如此
他们继续表明，在几种癌症类型中，这种已经存在于器官基底膜中的蛋白质(netrin-4)的水平可能甚至在癌症发展之前就决定了癌症的扩散
“这些极其令人兴奋的发现为预测一个人的癌症最有可能扩散到哪个器官甚至在他们得癌症之前打开了可能性
因此，这些信息有可能指导和改善癌症患者的治疗和护理，”该论文的高级研究员珍妮·埃勒尔教授说
在他们的研究中，研究人员首次展示了基底膜成分对其机械性能的影响，从而影响了癌细胞在细胞间空间内越过这一蛋白质边界的转移
他们发现分泌蛋白netrin-4可以打开基底膜网络内部的节点，同时软化基底膜并增加其网眼(孔)大小
这一意想不到的发现突出表明，癌细胞的运动主要受基底膜硬度的控制，孔径大小起着重要作用
因此，原发性肿瘤基底膜内或器官内血管内易于转移的netrin-4越多，转移越少，影响患者的生存
此外，他们首次证明了基底膜的机械特性独立于癌症相关的修饰是癌症患者存活的关键决定因素
“我们非常兴奋地为我们的观察发现了一个机械论的解释，其中理论模型与我们的实验数据非常吻合
我们可以证明netrin-4分子越多，基底膜越软，细胞越难穿过这个膜，从而使细胞保持在一个区域
我们目前正在探索我们发现的治疗和诊断潜力
我们的研究是丹麦、瑞典、德国、英国和比利时研究人员跨越多个学科的巨大合作努力的结果，这是获得令人兴奋的结果的关键
拉斐尔·罗伊登，这项研究的首席研究员
从历史上看，人们一直非常关注细胞外基质的硬度及其对癌症进展的影响
然而，还没有研究调查基底膜刚度的影响
此外，到目前为止还不可能研究基底膜的机械特性对细胞侵袭和癌症转移的影响
对基底膜内netrin-4活性的机械见解使研究人员能够弥合这一知识鸿沟，并为在广泛的生物过程中研究基底膜硬度提供了新的机会
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