哈佛大学、爱丁堡大学和约翰霍普金斯大学的研究人员为打破僵局、弥补空缺，合作开发出第一个实体肿瘤模型。 |
过去，很多研究团队利用非空间模型研究癌症进化，能更精确地揭示肿瘤的演化。但是这些平面模型不能展示实体肿瘤的空间特征。尽管随后，展现肿瘤细胞空间结构的模型被研发出来，但是这些模型通常不能用于研究基因突变。
哈佛大学、爱丁堡大学和约翰霍普金斯大学的研究人员为打破僵局、弥补空缺，合作开发出第一个实体肿瘤模型。研究团队包括哈佛大学进化运动学项目主任、数学和生物学教授Martin Nowak，爱丁堡大学Bartek Waclaw，哈佛大学Ivana Bozic和约翰霍普金斯大学Bert Vogelstein。
新数字化3D模型能够同时反映肿瘤细胞的结构和遗传进化性状，并且能够解释：为什么癌症细胞会出现数量惊人的基因突变，为什么突变会传播于整个肿瘤，为什么形成肿瘤耐药性。相关研究成果于8月26日发表于《Nature》。
为什么癌细胞会出现大量的突变？
无论正常还是异变，细胞分裂会增加突变的可能，虽然大多数突变属于偶热突变，对细胞没有影响。然而，约5%的癌细胞有致病性，即“驱动突变”。驱动突变会增加细胞分裂速度或者细胞存活时间。驱动突变会伴随偶然突变共同出现，这也是为什么癌细胞会出现大量的突变的原因。
为什么癌细胞扩散?为什么出现耐药性？
过去的大多数数字模型关注发生特定突变的细胞数量，而不是它们的空间结构。理解空间结构对于肿瘤如何形成和增大至关重要。这个三维模型的出彩之处在于能够实现细胞迁移。
细胞迁移促进肿瘤扩散，使得癌细胞基因在同一位点出现突变。细胞迁移促进耐药性的形成。研究人员进一步相信，癌细胞转移是细胞发生迁移的结果。只有空间足够细胞才会分裂。除非出现细胞局部迁移，否则细胞增长缓慢。所以，借助三维模型能够解释为什么癌细胞会出现大量的基因突变，为什么会形成肿瘤耐药性。
同样，当细胞适应了特定治疗药物，就会表现出耐药性。尽管靶向疗法能够消灭几乎所有的其他细胞，耐药性细胞会不受药物攻击，迅速复制最终导致癌症的复发。迁移能力能够解释驱动突变如何让肿瘤细胞扩散，以及随着耐药性的形成靶向疗法失败的原因。
研究人员强调，3D模型并没有为治疗癌症提供一个直接且神奇的方法。但是，它能够模拟细胞迁移过程，为改善癌症治疗提供了可能。这对于肿瘤学研究至关重要。
来源：生物探索
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