一项研究为乳腺组织硬化在乳腺癌发展中的作用提供了新的见解。加州大学圣地亚哥分校的生物工程学家通过研究乳腺细胞在硬化水凝胶中的反应，发现有几种方法可以促进乳腺细胞转化为癌细胞。这项工作可以激发治疗患者和抑制肿瘤生长的新方法。
该团队在2月12日发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上的一篇论文中报告了他们的发现。
“通过动态调整微环境的刚度，我们可以更好地模仿乳腺细胞转变为盘状恶性状态时发生的情况，”加州大学圣地亚哥分校雅各布斯工程学院生物工程教授、资深作者Adam engler说。
这项研究是一个发展中机构的一部分。研究表明，机械力——不仅仅是遗传和生化信号——在癌症的发展和扩散中起着关键作用。过去，研究人员发现刚性组织环境的体外建模促进肿瘤生长。
但是这些模型经常指出，恩格尔不应该完全重建身体中发生的事情，因为它们是静态的。“组织硬化是一个动态过程。乳房不仅在开始时僵硬，而且随着时间的推移而发展，”恩格尔说。
因此，engler的方法是使用一个材料系统，当细胞在里面时，可以动态调整刚度，然后看看细胞如何响应刚度的变化。
“我们试图模仿肿瘤发展过程中的纤维化过程，”Engler Laboratory博士后研究员、该研究的共同主要作者Jesse Placone说。“随着肿瘤部位的形成，组织的局部僵硬度增加。通过模拟这种动态刚度，我们的系统可以更好地代表体内发生的情况。”
该团队使用了一种叫做甲基丙烯酸透明质酸的水凝胶，这是一种柔软的材料，可以通过暴露在自由基和紫外线下得到不同程度的增强。他们首先将水凝胶硬化到足以模仿正常乳腺组织的硬度。然后，他们在凝胶中培养乳腺上皮细胞。细胞成熟后，凝胶硬度增加至乳腺肿瘤硬度。研究小组指出，这一步骤所需的紫外线辐射量不足以对细胞造成损害。
他们发现僵硬会触发多种途径，这共同表明乳腺细胞会变成癌细胞。这些途径的主要参与者包括蛋白质TWIST1、TGF-、SMAD和YAP。
“在动态环境中，我们发现这些不同的方式是协同的。仅仅抑制这些途径中的一种是不够的，正如以前在静态和刚性环境中的研究所表明的那样，”恩格尔说。“从临床角度来看，这说明单一药物治疗可能并不适合所有乳腺癌患者。”
研究小组还发现，乳腺细胞亚群对硬化没有反应。恩格尔说，这对女性来说是个好消息，因为隔离环境造成的细胞数量比之前想象的要少。如果将这一结果转化到患者身上，可能意味着原发肿瘤更少或更小。
接下来，该团队计划探索抑制这些途径的候选药物，并研究它们对肿瘤进展的影响。这项研究主要针对基因控制的细胞系，因此该团队将研究来自患者的细胞系。
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