肿瘤检测
澳门威尼斯人注册网站研究肿瘤的物理特性,了解是什么让它们具有攻击性

肿瘤有时感觉与正常细胞不同,这就是为什么医生建议进行自我检查,以发现乳房或前列腺肿块的存在。在注意到探索肿瘤独特力学特性(如硬度)的知识空白后,波士顿大学的一个澳门威尼斯人注册网站研究小组开发了一个计算模型作为路线图,以帮助预测肿瘤力学对细胞的影响。他们的澳门威尼斯人注册网站研究登上了2016年6月《生物物理杂志》的封面。
“当我们想到癌细胞在各种环境中的行为时,它通常与肿瘤的机械特性有关,因为肿瘤的反应和行为与正常细胞不同,”波士顿大学工程学院生物医学工程教授穆罕默德·扎曼说。“有了更好的工具,我们开始澳门威尼斯人注册网站研究到底发生了什么,这些不同的机械特性究竟是什么导致肿瘤具有侵略性和侵入性,以及我们如何在治疗方面处理这些问题。”
细胞使用复杂的信号通路来发送和接收来自其他细胞的信息。信号通路利用蛋白质分子,这些蛋白质分子在其预期受体上具有匹配的受体,并允许细胞理解其环境,并通过打开和关闭基因来激活某些功能的表现。YAP/TAZ是一组蛋白质分子,与细胞受体结合,激活细胞生长、增殖和程序性死亡。由于澳门威尼斯人注册网站研究YAP/TAZ对癌症的影响是一个相对未知的领域,Zaman的团队试图提供一个基本的指导,以弥合存在的知识差距,并促进未来对YAP/TAZ的探索。

Zaman说:“在这项澳门威尼斯人注册网站研究中,我们澳门威尼斯人注册网站研究了两个方面:第一个是改变细胞的外部特性,第二个是观察当外部变化时细胞内部发生了什么。”“我们试图将两者联系起来,看看它们是如何协同工作的,当细胞的环境发生变化时,细胞中的开关是什么,并将其与特定的结果联系起来。”
Zaman的澳门威尼斯人注册网站研究结合了实验和模拟,前者建立了可用于计算机算法创建模拟的基准,后者为各种结果做出明智的预测。在实验室里,Zaman的团队确定了信号分子,以监测细胞在环境变化时的反应,本质上是将细胞内的机械感觉转化为生化信号。将这些细胞嵌入细胞外基质中,诱导其变硬,Zaman的团队观察到细胞内YAP/TAZ活性的变化。他们发现硬化基质直接影响YAP/TAZ活性,进而促进癌症进展。
利用这些信息,Zaman和他的团队开发了一种算法,允许他们插入这些基线数据来预测YAP/TAZ活动对不断变化的环境的反应。他们能够通过预测和实验来验证计算模型的准确性,从而在一个制衡系统中证实他们的计算。利用这一模型,澳门威尼斯人注册网站研究人员可以预测YAP/TAZ对癌症生长和转移的影响,特别是在变化的物理环境和对药物治疗的反应中。这张地图将使澳门威尼斯人注册网站研究人员能够开拓新的领域,并更深入地了解侵袭性癌症在系统层面上是如何工作的,这有可能使开发更有针对性的治疗方法成为可能。
“我认为这仅仅是个开始,”扎曼说。“在这项澳门威尼斯人注册网站研究中,我们试图把重点放在许多问题中的第一个问题上,这些问题有望为全面理解这组复杂而重要的途径打开道路,这些途径将细胞外特性与癌细胞的特别不良反应联系起来。”
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