Nature子刊：肿瘤生物学的新见解

正如《埃伯斯纸莎草》中所描述的，古埃及人已经知道触诊——感觉硬化的肿块——可以帮助诊断乳腺癌。触诊仍然是乳腺癌早期筛查的一个重要因素。另一方面，对单个癌细胞的测量表明，它们比其来源的健康上皮细胞更柔软，这可能使它们更容易在致密的人体组织中转移。莱比锡大学软物质物理系领导的一个国际合作项目对这个明显的悖论进行了深入研究，并在著名的《自然物理》杂志上发表了研究结果。

　　

为了在健康组织中生长，肿瘤必须取代周围的组织。要做到这一点，它必须产生机械上稳定的阻力，以便获得空间。另一方面，单个癌细胞的高度可变形性有利于侵袭其他组织。在恶性肿瘤中，这些相互矛盾的要求得到了满足，因为癌细胞在机械上变得更加异质和柔软，采用了一种以前未知的新物质状态，结合了固体和液体的优点。

莱比锡大学软物质物理系的物理学家Thomas Fuhs博士是这项研究的主要作者，他解释说:“乳腺和宫颈肿瘤患者样本显示出更大的力学特性光谱，这促使癌细胞向更软的细胞发展，尽管整个肿瘤仍然是固体块。”在计算机模拟的激励下，在癌细胞簇中，研究人员发现了由坚硬的、不移动的细胞组成的小岛，周围环绕着大量活动的、柔软的细胞。软细胞可以像液体一样自由移动，而硬细胞则会阻碍彼此的移动，就像漏斗中的咖啡豆一样相互阻塞。

肿瘤中的癌细胞簇形成了一种新的物质状态，在这种状态下，在软细胞的流体环境中，只有少数的硬细胞固体岛足以使组织表现为机械稳定的固体而不是液体，尽管大多数移动的软癌细胞。硬细胞岛由软细胞的机械应力桥连接。这种状态使组织足够稳定，让肿瘤生长，同时为柔软的、活动的细胞提供足够的空间，使其从肿瘤中挣脱出来形成转移。

“在乳腺肿瘤中，变软的细胞实际上形成了一种比原始组织更硬的结构，这只是一个明显的矛盾。莱比锡大学的Josef Alfons教授解释说:“这种效果进一步增强，因为在这里，健康乳房中的主要是非常软的脂肪细胞与比健康上皮细胞更软，但仍然明显比脂肪细胞更硬的细胞进行了比较。”在其他癌症中，如子宫颈癌，健康组织和肿瘤组织的宏观硬度没有区别。然而，即使是在这些癌症中，单个癌细胞的弹性分布也更为广泛，这导致了一种新的机械状态，使机械稳定的肿瘤包含了高度的能够转移的活动细胞。研究人员认为这可能适用于所有实体肿瘤，也就是92%的癌症患者。

“我们的研究结果为肿瘤生物学或更准确地说，转移级联提供了重要的新见解。对癌细胞和肿瘤组织机制的新见解表明，癌症的物理学是了解肿瘤进展的一个重要因素，”Fuhs解释说，他补充说，肿瘤中的细胞是否像健康组织中那样完全堵塞，或者由于癌细胞的软化而能够解除堵塞，这将对肿瘤是否转移产生完全不同的影响。

文章标题

Rigid tumours contain soft cancer cells