우리는 일반적으로 종양을 암세포의 단단한 덩어리로 생각합니다. 하지만 이렇게 단단한 클러스터가 어떻게 주변 미세 환경을 침범할 수 있을까요? 이 질문에 답하기 위해 연구자들의 국제 협력을 통해 컴퓨터 시뮬레이션과 기계적 측정을 결합했습니다. 그들의 연구 결과는 자연 물리, 상당한 비율의 암세포가 높은 수준의 기계적 변형성을 획득하여 더 이동성이 있게 되고 결과적으로 조밀한 주변 조직에 들어갈 수 있음을 보여줍니다.
암세포가 더 부드러운 세포골격을 지닌 더 무질서한 상태로 이동하는 과정인 탈분화를 겪는다는 것은 이미 인식되고 있습니다. 그러나 세포 집합체는 전파 방해를 나타내는 것으로 알려져 있으며, 이는 세포의 추가 확산을 방지합니다. 이는 조직 벌크 거동에 대한 고체-유체 전이의 기계적 영향을 강조합니다.
더욱이, 연구에 따르면 종양 세포 클러스터의 유동성이나 강성은 세포 방해 제거에 의해 조절되는 것으로 나타났습니다. 암세포는 또한 기계에 매우 민감한 것으로 알려져 있습니다. 즉, 미세환경에 기계적으로 적응할 수 있습니다.
"유방 종양에서 부드러워진 세포가 실제로 원래 조직보다 더 단단한 구조를 형성한다는 역설은 명백한 모순일 뿐입니다."라고 설명합니다. 조셉 카스 에 라이프 치히 대학교. "이 효과는 건강한 유방의 매우 부드러운 지방 세포를 건강한 상피 세포보다 부드럽지만 여전히 지방 세포보다 훨씬 단단한 세포와 비교하기 때문에 더욱 강화됩니다."
물리학자들이 수행한 컴퓨터 시뮬레이션에서 영감을 얻었습니다. 노스 이스턴 대학 (Northeastern University)Walk Through California 프로그램, 캘리포니아 산타 바바라 대학 와 시러큐스 대학, Käs 그룹은 원자현미경(AFM) 기반 벌크 조직 유변학을 포함한 다양한 기술을 사용하여 유방암과 자궁경부암의 조직 체외이식편을 조사했습니다. 다음 팀과 협력하여 작업 암 연구자 와 병리학자 at 라이프치히 대학병원 와 앨버트 아인슈타인 의과 대학, 그들은 부드럽고 움직이는 세포의 기계적 응력 다리로 연결된 몇 개의 견고한 단단한 세포 섬의 존재를 입증했습니다.
세포 이동 단단한(밝은 파란색) 세포와 부드러운(짙은 파란색) 세포를 모두 포함하는 조직을 통해 이동하는 침입 세포(녹색)의 시뮬레이션입니다. 위: 조직이 꽉 막힌 고체 상태에 있고 침입한 세포가 붙어서 움직일 수 없습니다. 센터: 이종 조직에서 침입 세포는 매우 간헐적인 이동 역학을 보여줍니다. 하단: 조직은 완전히 풀리고 액체와 같은 상태에 있으며 침입하는 세포는 상대적으로 쉽게 움직입니다. (제공: Max Bi, Xinzhi Li)
AFM은 나노미터 이하의 해상도를 갖춘 스캐닝 프로브 기반 현미경 기술입니다. 이 연구에서 연구자들은 이 기술을 사용하여 살아있는 종양 체외 이식편에 걸쳐 종양 세포 탄력성과 같은 기계적 매개변수에 대한 지식을 얻었습니다. 이를 통해 AFM 맵은 단단한(걸림) 영역과 부드러운(걸림 없음) 영역을 모두 표시하므로 조직 강성의 국부적이고 이질적인 분포를 캡처할 수 있었습니다.
물리학은 유방암이 뼈로 어떻게 퍼지는지 밝혀줍니다
이 구조는 암세포 회전타원체 전체에 걸쳐 중요한 세포를 추적함으로써 추가로 확인되었습니다. 연구자들은 이러한 이질적인 상태가 종양 성장을 허용할 만큼 충분히 조직을 안정화시키는 동시에 부드럽고 운동성이 있는 세포가 종양을 탈출하여 결과적으로 전이를 형성할 수 있는 유연성을 제공한다는 것을 밝혔습니다.
토마스 퍼스이 연구의 주요 저자 중 한 명인 는 그들의 최신 결과가 암세포와 종양 조직의 역학에 대한 새로운 통찰력을 추가할 것이라고 낙관하고 있습니다. 좀 더 명확하게 말하자면, 종양의 세포가 건강한 조직처럼 완전히 막힌 채로 남아 있는지, 아니면 막혀서 부드러워질 수 있는지 여부가 종양의 전이 여부에 큰 영향을 미칠 수 있습니다.
