癌细胞凭什么在人体内扩散？

　　

宾厄姆顿大学和纽约州立大学的教师共同撰写的一项新研究为癌细胞如何扩散提供了进一步的见解。几十年来，弄清楚为什么癌症肿瘤会在人体内形成一直是科学家们的目标，但了解癌细胞是如何扩散的也是对抗这种通常致命的疾病的关键。癌症运动的渗透发动机模型表明，受限制的细胞通过在前缘吸收水分并从后部排出，从而产生推进力。然而，调控这些细胞后缩的确切分子仍然难以捉摸。

发表在《Nature Communications》杂志上的一项新研究(“极化NHE1和SWELL1调节迁移方向、效率和转移”)回答了关于细胞运动的问题，为未来癌症治疗提供了更多的步骤。今年秋天加入宾汉姆顿大学工程与应用科学学院生物医学工程系的助理教授Yizeng Li，与来自约翰·霍普金斯大学、马里兰大学、阿尔伯塔大学和西班牙庞培法布拉大学的合作者共同撰写了这篇论文。

研究人员在三维基质中对乳腺癌细胞进行了实验，以研究它们的行为。正如之前证实的那样，一种叫做钠/质子交换器1 (NHE1)的分子导致水被吸收——但研究人员还发现，另一种位于后面的蛋白质，叫做SWELL1，以一种导致运动的方式使细胞膜极化。

“我们清楚地表明，NHE1集中在前端，是水的摄入的原因，”Li说。“在细胞的后部，SWELL1会去除氯，通过去除氯，它也会去除水。我们完成了关于水如何进入和如何离开的故事。力学生物学是细胞生物学、物理学和力学的交叉点。我的大部分工作都集中在细胞迁移、细胞体积控制等相关问题上。我为这项工作建立了数学模型。为了更好地理解癌细胞运动背后的生物物理机制，我开发了一个基于生理学的模型，而不是基于现象的模型。该模型结合了流体动力学、细胞骨架结构和离子运输等微观细节。模型预测结果与实验数据非常吻合。

大约40%的美国人在一生中的某个时刻被诊断出患有癌症，Li和她的同事们的研究可能会对减缓或停止这种致命疾病产生广泛的影响——即使治疗需要数年时间。

她说:“我们想了解在什么条件下肿瘤细胞会迁移，在什么条件下我们可以阻止它。”

Polarized NHE1 and SWELL1 regulate migration direction, efficiency and metastasis