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生物学家绘制癌细胞的习惯

生物学家绘制癌细胞的习惯

发布时间:2018-05-16    浏览量:38

em耶鲁大学的研究人员正在绘制癌细胞的习惯,确定哪些线索会导致癌细胞分散和转移,这些线索如何与指导入侵的其他线索相结合,哪些线索在订单冲突时保持摇摆。 ; / EM>

利用先进技术和融合工程和医学的方法,耶鲁大学领导的团队已经编写了一些关于指导高度侵入癌细胞的复杂信号网络的最复杂的数据。将其视为致命灾难的数字领域指南。

耶鲁大学系统生物学家,生物医学工程师,耶鲁系统生物学研究所所长Andre Levchenko说:“这是一组非常复杂的相互作用和过程。 “系统生物学方法通过分析癌细胞如何一起迁移并分别响应复杂的线索来承认这种复杂性。”

在4月8日发表在Nature Communications杂志上的一项研究中,Levchenko及其同事描述了乳腺癌细胞对人体内化学信号反应的复杂方式。这个想法是要确定哪些线索会导致癌细胞分散和转移,这些线索是如何与其他暗示相结合的,这些暗示指示入侵,哪些线索在命令冲突时保持摇摆。

到目前为止,关于细胞如何决定何时何地在复杂的组织中穿行时转向,至今尚不清楚。这些细胞经常遇到矛盾的方向线索 - 乞求问题:哪些线索更强,以及在什么情况下?

在这项研究中,研究人员集中了几个线索。一种是称为表皮生长因子(EGF)的蛋白质,其作为对个体癌细胞的强烈的定向指导信号。另一种线索调解了一种称为“接触抑制运动”(CIL)的不为人知的现象,在这种现象中,细胞几乎像碰碰车一样行动,在接触和彼此远离时停止向前运动。

Levchenko的研究小组发现,当EGF和CIL信号都作用于乳腺癌细胞时,细胞就像一台微型计算机一样,决定哪个提示占主导地位。如果EGF提示较弱,则细胞在遇到另一细胞时可以转向;如果EGF线索足够强大,两个细胞将一起旅行。研究人员解开了分子网络,使细胞能够遵循这些线索并作出适当的决定。特别是,他们发现了蛋白质ephrins在介导CIL线索中的关键作用。这些蛋白质在其他细胞类型中也有发现,可以使乳腺癌细胞相互排斥,而忽略其他细胞,如成纤维细胞。这一知识使研究人员能够抑制CIL,因此即使是微弱的EGF输入也可能导致许多细胞的协调运动。

第一作者,耶鲁大学生物医学工程博士后Benjamin Lin说:“我们已经证明,迁移细胞优先考虑某些线索存在于其他细胞中,因此可以切换其迁移模式,这取决于他们从环境中看到什么。”

了解这些信号的相互作用可能会让研究人员制定干预或重定向运动癌细胞的策略。例如,如果一个旅行中的癌细胞接受强烈的人造CIL线索,使其运动变得不那么直接和有创,并且更加混乱,这能否减缓转移的发生?

历史上,癌细胞运动的实验一直无法模拟人体动态的复杂性。现在,使用先进的生物传感器和其他技术,这些实验更接近复制现实的生物环境。

“科学家已经很好地研究了个体线索如何影响细胞迁移。但实际上,细胞同时受到多种线索的影响,“合作者约翰霍普金斯大学副教授Takanari Inoue说。 “我们的工作非常重要,因为我们清楚地表明细胞集成了多个信息,并且整合发生在信号处理的上游。我认为我们一直低估这些细胞整合不同线索的能力。“

该论文的其他作者是康涅狄格大学的Taofei Yin和Yi Wu。

出版物:Benjamin Lin等人,“趋化性与接触抑制运动之间的相互作用决定了探索性细胞迁移”,Nature Communications 6,文章编号:6619; DOI:10.1038 / ncomms7619

来源:耶鲁大学吉姆谢尔顿

图片:耶鲁大学

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