巨型癌细胞的物理性质的初步研究可能会为新的治疗方法提供参考

2020-06-17 257癌症

多倍性癌细胞-每个染色体具有两个以上拷贝的细胞-比大多数其他癌细胞大得多,对化学疗法和放射疗法具有抗性,并与疾病复发相关。布朗大学研究人员的一项新研究首次揭示了这些“巨大”癌细胞的关键物理特性。巨型癌细胞的物理性质的初步研究可能会为新的治疗方法提供参考。

这项研究于8月9日在《科学报告》上发表,表明巨细胞比其他癌细胞更坚硬,并且具有进一步移动的能力,这可以帮助解释为什么它们与更严重的疾病有关。

研究背景

巨型癌细胞的物理性质的初步研究可能会为新的治疗方法提供参考,分​​子药理学,生理学和生物技术学副教授米歇尔·道森说:“我认为这些多倍体巨癌细胞是为什么肿瘤如此迅速变得如此复杂和异质的原因的缺失环节。” “通过了解这些奇怪的细胞群的物理特性,我们可能会找到一种消除它们的新方法。患者将从中受益。”

道森(Dawson)还是布朗大学生物医学工程中心的工程学助理教授,与研究生Botai Xuan和两名本科生一起进行了这项研究,该研究的重点是常见的三阴性乳腺癌,一种极具侵略性和难以根除的乳腺癌。

研究内容

他们发现,该乳腺癌株中有2-5%的细胞是多倍体巨癌细胞,每个染色体有四个,八个或十六个拷贝,而不是正常的两个。具有更多染色体的细胞成比例地更大,这类似于其他生物体中的多倍体细胞。例如,市售草莓往往比野草莓大得多,因为市售草莓的细胞每个染色体有八个拷贝。在通过普通的化学疗法治疗乳腺癌细胞后,研究小组发现了三到十倍的巨型癌细胞。这都证实了巨细胞具有更高的耐药性,并为研究人员提供了更多的巨细胞进行研究。

然后,论文的第一作者宣轩使用一种涉及高压氦气的专门技术,将纳米尺寸的荧光珠注入了癌细胞(多倍体巨细胞和正常¾)中。他发现珠子在巨型细胞内部的移动速度大约是其两倍,表明细胞更坚硬。道森说,这种刚度使巨细胞变得如此之大。

研究结果

这项研究还发现,巨细胞中的肌动蛋白更多,肌动蛋白是一种生物聚合物,可在细胞内部形成类似电缆的结构,从而帮助赋予细胞形状并使其移动。当癌细胞移动时,它们会扩散或转移,这是任何患者都不想听到的词。巨型癌细胞的移动方式也不同于标准癌细胞。就像寓言乌龟一样,它们的移动速度比其他癌细胞慢,但走得更远。

道森实验室测试了一种干扰肌动蛋白的药物,发现它可以软化巨大的癌细胞,但道森告诫说,这对于三阴性乳腺癌是不可能的治疗方法,因为它会使假想的患者变得糊涂。但是,她研究的下一步是在分子水平上观察巨大的癌细胞,试图找到特定的差异,从而开发出针对性的治疗方法。

道森说:“第一篇论文确实给了我们很多结构信息。”他补充说,他们需要做更多的研究,以了解化疗前发现的多倍体巨癌细胞,治疗期间形成的多倍体巨癌细胞与它们的子代细胞之间的差异。以非常不典型的方式“摆脱”。

下一步研究计划

巨型癌细胞的物理性质的初步研究可能会为新的治疗方法提供参考。他们还将在患者样本中寻找多倍体巨癌细胞。

尽管这项研究的重点是在三阴性乳腺癌菌株中发现的巨大癌细胞,但他们已经在其他类型的乳腺癌以及卵巢癌和前列腺癌中发现了巨大的癌细胞。

道森说:“巨大的癌细胞打破了所有的癌症规则,它们变得更坚硬,更大,具有非常异常和非极化的细胞结构,并且可以移动很长的路。” “没有基础科学研究,我们就不会获得能为患者带来突破性治疗方法的新创意。”

该研究的其他作者是Deepraj Ghosh,Emily Cheney和Elizabeth Clifton。美国国立卫生研究院NIGMS通过COBRE癌症研究开发中心(P30 GM110750)提供了资金。

引用

Brown University. "First study on physical properties of giant cancer cells may inform new treatments." ScienceDaily. ScienceDaily, 13 August 2018. www.sciencedaily.com/releases/2018/08/180813173518.htm.

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