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有智慧的星形胶质瘤

已有 2816 次阅读 2015-12-18 07:53 |个人分类:自然科学|系统分类:海外观察

肿瘤曾经被成为新生体,寓意是一种新的生命形式,越来越多的研究现实,肿瘤细胞自身具有自身的生长逻辑。最新关于星形胶质瘤细胞就显示出这种肿瘤生长中明显的自组织和团体协作的特征,在人类与肿瘤对抗斗争过程中,采用更高水平的策略也许是制胜的法宝。在利用这种策略前,首先需要了解敌人的工作模式,学习其的组织工作模式,然后寻找破敌之策。

《自然》12月3日来自德国汉堡癌症研究中心的论文研究发现许多星形胶质瘤细胞能形成超长细胞膜突起,并借助这些超小型微管路线侵犯大脑组织,达到长距离扩散和互连的目的。由此产生的微管网络能利用缝隙连接建立细胞之间的直接电通讯联系,当这种网络受损时,这种结构能进行自动修复。纳入微管网络的肿瘤细胞对放射性耐受能力更强,神经元生长相关蛋白43是这种结构建立和功能形成的关键调节分子,这种分子也是微管网络协助细胞侵入、增殖、相互联系和抗放射损伤的基础。少突胶质细胞瘤缺乏这种建立多功能网络的机制。研究提示,利用这种网络结构特征是寻找治疗胶质细胞瘤,减少放射耐受的新策略。

该论文关于胶质瘤细胞微管网络结构的研究,通常情况下,我们认为癌症是一帮没有领导的细胞“匪徒”,在人体组织内横冲直撞,这一研究说明,至少星形胶质瘤细胞是高度有序。无独有偶,来自密歇根大学和亚利桑那大学的研究也说明,星形胶质瘤细胞不仅高度有序,而且是自组织化的。

研究发现胶质瘤细胞通过自组织构建肿瘤,使肿瘤细胞排列成10-20个细胞宽度流线体。这些流线结构符合自治智能体合流的数学预计特征,自组织一直被作为智能形成的基础。移动慢的胶质瘤细胞受拖拽,使所有细胞能够齐步前进,最终能封闭免疫细胞进入。胶质瘤细胞会围绕含有胶质瘤干细胞中心轴呈漩涡状排布,胶质瘤干细胞为肿瘤生长提供食物。2015年12月14日,Lowenstein和 Motsch在圣地亚哥2015年美国细胞生物学年会上报告了这项研究成果。

通过比较生物学和数学模型,研究者绘制出胶质瘤细胞的动态图。利用基因修饰胶质瘤细胞表达刺激脑肿瘤发生发展的基因,研究者建立了活体肿瘤模型。研究发现,胶质瘤细胞移动、分布、侵袭并最终组织形成流线体,这完全符合数学模型,说明肿瘤细胞确实能发生自组织。自组织结构与任何特定的癌症基因突变无关。富含胶质瘤干细胞的漩涡核心则有可能是脑癌生长的核心,一些胶质瘤细胞会从肿瘤中释放出,利用自组织形成球体,随着脑脊髓在脑室内流动,使肿瘤分布至整个脑部。

http://www.nature.com/nature/journal/v528/n7580/full/nature16071.html



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