肿瘤边缘的黏稠液体使胶质母细胞瘤细胞更具侵袭性

胶质母细胞瘤外缘周围的液体比靠近中心的液体要黏稠得多，新的实验室研究表明，这种黏稠度并不会简单地使癌细胞减速：长期暴露之后，细胞会以更利于侵袭的方式发生适应。这项由重庆市人民医院（Chongqing General Hospital）和重庆大学研究人员完成的研究发表于《微系统与纳米工程》（Microsystems & Nanoengineering）。研究使用的是实验室培养的细胞，还需要进一步研究来证明这些发现如何适用于患者体内的肿瘤。

一个被忽视的因素

癌症研究主要集中于化学信号和组织硬度。胶质母细胞瘤是最致命的脑癌之一，其肿瘤推进边缘的液体黏度约为中心坏死组织中的八倍，因此向外移动的细胞会遇到越来越大的阻力。传统的封闭式微流控装置不适合研究这一问题，因为封闭的通道可能限制氧气和营养物质，而且壁面摩擦会带来额外的力。

芯片

研究团队构建了一个开放式微流控平台：一层双层膜，带有可拆卸的盖子和一组微小的立柱。盖子让研究人员能够控制细胞何时开始迁移，立柱则挤压细胞，以便观察细胞核形状的变化。该装置支持长达一个月的连续培养，并可放入标准多孔板中。

两种人类胶质母细胞瘤细胞系U-251和LN-229在一种旨在模拟肿瘤侵袭边缘的黏稠液体（7.1 cP）中培养了一个月。在芯片上，适应后的细胞比未处理的对照细胞移动得更快、更远，这令人惊讶，因为更黏稠的液体通常会阻碍运动。

更小、更柔软的细胞

适应后的细胞变得更小、更容易变形，因此能挤过立柱之间；它们的细胞核明显变形，感知机械力的蛋白YAP在细胞核内积聚。两种细胞系在分子层面的反应不同：U-251细胞经历了类间充质重编程，开启了与侵袭相关的基因，包括CD44、FN1和MMP9；而LN-229细胞变得更柔软、更灵活，但基因表达没有发生实质性的持久变化。

Western blot分析显示，细胞被放回正常黏度的液体后，蛋白质变化仍然保留，这表明存在一种“机械记忆”。研究人员建议，该芯片可用于在更接近肿瘤内部的条件下测试药物，例如针对YAP信号通路或细胞骨架重塑的药物。

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