加州大学圣地亚哥分校的生物工程师和生物信息学家团队已经发现肿瘤周围环境如何引发癌细胞的转移行为。具体而言，当肿瘤细胞被限制在密集的环境中时，研究人员发现它们打开一组特定的基因并开始形成类似血管的结构。

在过去，医生在临床中观察到这些血管样结构 - 这种现象称为血管模拟，与一些最具攻击性的癌症有关。但他们不明白是什么导致了这种转变。

该研究增加了研究人员对转移过程如何启动的了解。“我们擅长瞄准肿瘤生长，但我们对转移知之甚少，”加州大学圣地亚哥分校生物工程教授，研究负责人Stephanie Fraley说。

肿瘤细胞从体内的一个位置向另一个位置的转移性扩散是导致90%的癌症相关死亡的原因。研究人员发现的一组基因，称为基因模块，能够预测患者的预期寿命以及肿瘤是否会转移到九种类型的癌症，包括乳腺癌，肺癌，胰腺癌和肾癌。

该基因模块可用于帮助确定患者是否患有侵袭性癌症，并告知患者及其医生在选择特定疗法时做出的决定。研究人员在11月21日的“自然通讯”杂志上详细介绍了他们的发现。

研究人员能够通过将恶性细胞置于他们构建的定制3D胶原蛋白基质中来进行观察。他们发现当细胞被短纤维和小孔(与长纤维和大孔相反)所包围的基质包围时，细胞变成模拟血管的结构，并且这种现象与基质的其他物理特征如刚度无关。 。这一发现令人惊讶。

“我们认为将细胞置于这种更受限制的环境中会阻止它们的传播，”该研究的第一作者，博士学位的Daniel Ortiz Velez说。弗雷利实验室的学生。“但事情恰恰相反。”

研究人员称，这些细胞在传统的培养皿中没有表现出这种行为。弗雷利说：“将细胞包围在一个模仿人体发生情况的3D环境中至关重要。”

研究人员发现，细胞的行为是由特定的基因模块引起的，他们称之为胶原诱导的网络表型或CINP。将这些细胞置于受约束的环境中基本上重写了它们的基因表达。“这几乎就像矩阵编码基因模块一样，”弗雷利说。

此外，研究人员在一系列人类癌症基因表达和组织学数据库中寻找这一基因模块，其中包含组织微观结构的记录。在控制其他因素(例如患者的年龄)之后，该模块的存在是对癌症是否可能积极转移的强烈预测因素。

这是有道理的，因为由恶性细胞构建的通道允许血液流动到肿瘤而不凝结并且有助于带来营养。研究人员推测，这也使癌细胞更容易通过患者的血液传播。其他研究表明，当癌细胞相互连接时，它会增加它们扩散到体内远处部位的机会。