生物学,物理学 中国实验动物信息网 2020-11-02 585

　　在《科学》杂志上发表的一篇评论中，哈佛大学医学院Hadi T. Nia博士和Lance L. Munn博士描述了影响癌细胞和肿瘤的四种不同的癌症物理特征以及微环境特征，有助于肿瘤生长和对强效抗癌药物的耐药性的发展。

　　一种广泛接受的癌症模型认为，正常细胞会由于基因突变或环境侵害而变得癌化。在这种模型中，癌化后的细胞开始失控复制并接管正常组织，显示出八个显著的标志，包括促进和维持肿瘤生长，逃避免疫系统试图抑制生长，刺激血液流向肿瘤以及两者都侵袭的能力。局部组织和转移（扩散）到身体的其他部位。

　　作者说，但是这种模型没有考虑到物理过程如何影响肿瘤的进展和治疗。麻省理工学院的Robert Weinberg博士和洛桑的瑞士联邦理工学院的Douglas Hanahan博士提出了上述八个癌症生物学标志，Jain及其同事提议增加四个不同的捕获肿瘤生物力学异常的标志：固体压力升高；升高的组织液压力；增加刚度并改变材料性能；并改变了组织的微架构。

　　Steele实验室经过三十年的研究，发现了前两个标志并进行了临床转化。 “固体应力是由于增殖和迁移的细胞推动并拉伸周围组织的固体成分而产生的。它们足够大，可以压缩肿瘤内和周围的血液和淋巴管，损害血液流动以及氧气，药物和免疫细胞的输送”。

　　升高的组织液压力是由于肿瘤中异常可渗透的血管使血浆泄漏到肿瘤周围的组织中以及淋巴液的引流不足所致。间隙液携带各种生长因子，引起水肿，药物和生长因子的释放，并促进癌浸润局部和远处的组织。

　　刚度增加是由于细胞基质的沉积（支架）和组织重塑引起的。传统上，这种硬度被用作肿瘤生长的诊断标志物，*近，它被认为是预后的标志物。刚度增加会激活促进癌细胞增殖，侵袭和转移的信号通路。

　　“*后，当正常组织结构因癌症的生长和浸润而破坏时，微结构也会改变。星形细胞，癌细胞和细胞外基质采用了新的组织。这改变了单个细胞与其周围基质和细胞之间的相互作用，从而影响了与侵袭和转移相关的信号通路。”

　　Jain说，在《科学》杂志上的这篇评论文章中，他和他的同事希望通过从癌症生物学家和肿瘤学家的角度探讨癌症的物理特征的生物学起源和影响，从而弥合物理科学与生物学之间的鸿沟。从物理学家和工程师的角度了解并克服工作台和诊所的身体异常情况，他们将为研究，诊断和治疗开发新的模型和策略。