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在一項(xiàng)新的研究中，來(lái)自美國(guó)約翰霍普金斯大學(xué)和西班牙龐培法布拉大學(xué)等研究機(jī)構(gòu)的研究人員發(fā)現(xiàn)包圍細(xì)胞的細(xì)胞外液的粘度（即流動(dòng)阻力）越高，癌細(xì)胞就越容易從原發(fā)性腫瘤轉(zhuǎn)移到身體的其他部位，這些發(fā)現(xiàn)揭示了一種促進(jìn)癌細(xì)胞傳播的新機(jī)制，并為正在進(jìn)行的研究提供了一個(gè)框架，最終可能導(dǎo)致確定攻擊癌癥轉(zhuǎn)移的潛在新靶標(biāo)。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在2022年11月10日的Nature期刊上，論文標(biāo)題為“Extracellular fluid viscosity enhances cell migration and cancer dissemination”。

體液粘度失調(diào)與許多疾病相關(guān)，但迄今為止關(guān)于癌細(xì)胞傳播的研究主要是利用類(lèi)似于水的低粘度液體進(jìn)行的。細(xì)胞形狀和細(xì)胞內(nèi)結(jié)構(gòu)并參與細(xì)胞運(yùn)動(dòng)的細(xì)胞骨架如何與離子通道和離子轉(zhuǎn)運(yùn)體---引導(dǎo)帶電分子流過(guò)細(xì)胞膜的蛋白---協(xié)作以調(diào)節(jié)高粘度下的高效遷移。細(xì)胞外液粘度隨著正常細(xì)胞和癌細(xì)胞分泌的大型蛋白的降解以及原發(fā)性腫瘤生長(zhǎng)導(dǎo)致的淋巴管排水受損而上升。研究發(fā)現(xiàn)，更高的阻力環(huán)境驅(qū)動(dòng)了更密集的肌動(dòng)蛋白網(wǎng)絡(luò)的形成，這促進(jìn)了與水通道合作的離子轉(zhuǎn)運(yùn)體的局部富集，以促進(jìn)水吸收、促進(jìn)細(xì)胞膨脹和增加膜張力。在細(xì)胞的前緣，這種增加的膜張力激活了一種信號(hào)通路，該信號(hào)通路包括一種能感知物理線(xiàn)索的名為T(mén)RPV4的離子通道。細(xì)胞外液粘度指示細(xì)胞打開(kāi)它的TRPV4通道，促進(jìn)鈣的攝入，這增強(qiáng)了細(xì)胞產(chǎn)生力量的能力，并最終推動(dòng)細(xì)胞更快地運(yùn)動(dòng)。

當(dāng)研究者們敲除TPRV4后，結(jié)果阻止了細(xì)胞的更快運(yùn)動(dòng)，以及它們?cè)陬A(yù)先暴露于高粘度的細(xì)胞外液時(shí)形成記憶的能力。他們使用3天大的斑馬魚(yú)胚胎模型顯示，對(duì)粘度升高的記憶可以使細(xì)胞在體內(nèi)更快地通過(guò)血管移動(dòng)。他們還使用雞胚胎和小鼠模型證實(shí)，這種記憶可以通過(guò)一種稱(chēng)為外滲（extravasation）的過(guò)程加強(qiáng)癌細(xì)胞向血管外擴(kuò)散，并導(dǎo)致更多的遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移性細(xì)胞集落（metastatic colony）。

綜上，本研究揭示了細(xì)胞如何感知和應(yīng)對(duì)粘度升高的物理線(xiàn)索，以及控制細(xì)胞形狀和細(xì)胞內(nèi)結(jié)構(gòu)并參與細(xì)胞運(yùn)動(dòng)的細(xì)胞骨架如何與離子通道和離子轉(zhuǎn)運(yùn)體---引導(dǎo)帶電分子流過(guò)細(xì)胞膜的蛋白---協(xié)作以調(diào)節(jié)高粘度下的高效遷移。

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