Nature：细胞外液越稠，癌细胞移动和扩散越快

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细胞外液的粘度是一个关键的物理线索，但它对细胞功能和癌细胞传播的影响在很大程度上仍然未知。各种系统的实验表明，癌细胞感知、响应并发展对细胞外液粘度的记忆，高粘度增加细胞运动并促进癌症播散。

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作者：kope

患上癌症后，最让人不想看到的局面，莫过于癌细胞转移和扩散到其它地方。癌细胞聚集在同一个地方，通过化疗等方式，可以较为有效地杀死它们，帮助身体恢复。一旦转移，就很难有针对性地杀死癌细胞，治疗起来的难度相当的大。

细胞外液粘度

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人体内占体重5%的血浆和占体重15%的组织间液，称为细胞外液。细胞外液也包含淋巴液、脑脊液等组织间隙液。绝大多数细胞生物学研究是在粘度接近水的细胞培养基中进行的。研究员Konstantopoulos博士解释说:“在我们的工作中，我们第一次确定了细胞如何检测和响应健康和病人体内常见的生理相关液体粘度水平。细胞用来适应介质粘度变化的分子机制的定义是一个绝技我们必须改变我们先入为主的观念，即哪些细胞元素最先对这种机械刺激做出反应。”

巴尔韦德继续说。“在某些病理情况下，如肿瘤生长，由于异常的蛋白质降解或正常的引流通道(淋巴管)受到压迫，初始肿瘤周围的局部黏度会增加。此外，随着癌症扩散到身体的其他部位，细胞必须在充满间质液和血液的空间中穿行，这些间质液和血液比水更粘稠。”

https://www.nature.com/articles/s41586-022-05394-6#Sec1

依赖性机械记忆

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狡猾的癌细胞，为了避开免疫系统，会利用免疫细胞来实现转移，通过淋巴管道转移到淋巴结。还可以通过血液循环转移到肝脏、肺和大脑，以及身体其它关节。癌细胞也有新陈代谢，生长到一定程度会脱落，进入血管，融入血液，随着血液循环，进入身体各组织和器官。血液供应越丰富的器官，越容易成为癌细胞转移的目的地，比如肝脏，骨骼和大脑等。

预先暴露于高粘度的乳腺癌细胞通转录控制获得TRPV4依赖性机械记忆，导致斑马鱼迁移增加，雏鸡胚胎外渗和小鼠肺定植增加。累积起来，细胞外粘度是一种物理线索，可调节与癌症生物学具有病理生理相关性的短期和长期细胞过程。

该研究的作者还发现，细胞不仅在被高粘度液体包围时移动得更快，而且在它们之前接触过这种液体后又被移走时也会移动得更快。换句话说，细胞不仅能检测到黏度升高并对其做出反应，还能对其暴露在这种情况下的情况形成记忆。

药理学靶点

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细胞的结构元素——它们的肌动蛋白和肌凝蛋白细胞骨架——与调节细胞体积的离子运输和水的机制之间的巨大协调标志着对细胞机制生物学的理解的重大突破。证明癌细胞有能力在高粘度环境下对预暴露/预适应形成记忆。研究原发肿瘤和从原发肿瘤扩散的癌细胞在疾病进展和侵入组织微环境期间，如何对体内细胞外液粘度的局部变化作出反应，将是非常有用的。

细胞迁移对于各种病理生理过程至关重要，例如发育，组织稳态，免疫监视和癌症转移。开发和优化生物传感器，使实时测量细胞外液粘度和活体动物癌细胞成像将是解决这一问题的关键。“在这个阶段，我们不能提出一种特定的分子干预来对抗癌症转移，但我们相信，我们在研究中发现的分子和途径可以用作可能的癌症治疗的药理学靶点，”Valverde解释说。

参考资料：

https://www.nature.com/articles/s41586-022-05394-6#Sec1

注：本文旨在介绍医学研究进展，不能作为治疗方案参考。如需获得健康指导，请至正规医院就诊。

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