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物理学家们将完成攻克癌症的终极医疗武器

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科技传媒网 DeepTech深科技 2016-10-10 12:01

一个多世纪以来,科学家们已经知道,单个癌细胞可以离开肿瘤,并通过血液和淋巴系统向体内遥远的其他部位转移。

  科技媒体医疗网讯 密集堆叠的细胞之间微妙的力学结构可能有助于解释为什么有的恶性肿瘤会留在原处,而有的却会破裂并向全身扩散。

  1995年,当生物医学家彼得·弗里德尔(Peter Friedl)还是蒙特利尔麦吉尔大学的一名研究生时,他看到了一个让他一连几夜都无法入睡的奇怪现象。几组他在导师实验室里培养的相互协同的癌细胞,开始在模拟人体细胞间隙的纤维网中移动。

  一个多世纪以来,科学家们已经知道,单个癌细胞可以离开肿瘤,并通过血液和淋巴系统向体内遥远的其他部位转移。

  但是没有人见到过弗里德尔在显微镜中观察到的景象:癌细胞堆叠成密集队形一起移动。

  这个发现太过于新奇,以至于一开始他连发表这一结果都很困难。“论文因为[与癌细胞转移]的相关性不够清楚而被拒绝,”他说。弗里德尔和他的共同作者最后在《癌症研究(Cancer Research)》杂志上发表了一篇简短的论文。

  然而,在20年后,生物学家们越来越确信,虽然比单个细胞的循环要罕见,肿瘤细胞的集群移动却导致了许多——甚至可能是绝大多数——致命性的癌细胞转移,而癌细胞转移导致了90%的癌症致死病例。

  但直到2013年,已经在荷兰拉德堡德大学(Radboud University)任教的弗里德尔才真正意识到,他和他的同事们到底看到的是什么。

  一篇由哈佛大学生物工程与生理学教授杰弗里·弗莱德伯格(Jeffrey Fredberg)发表的文章启发了他。

  

物理学家们将完成攻克癌症的终极医疗武器

  弗莱德伯格提出,细胞可能会被“阻塞”——它们排列紧实,就像卡在漏斗里的咖啡豆一样,组成一个单元。他的研究侧重于肺癌,但弗里德尔意识到他自己观察到的正在扩散的癌细胞可能也被阻塞了。他说:“我意识到,我们的发现不论在在三维空间中、还是在运动中都是完全一样的…这让我很兴奋,因为这个概念可以直接套用到我们的发现里。”

  他很快就发表了最初的几篇采用阻塞理论测量癌细胞的论文。

  长久以来,物理学为医生们提供了很多与肿瘤作战的工具,比如核辐射、质子刀等。

  但直到最近,才有人真正提出,纯物理学的概念也可能有助于理解癌症的生物学本质。

  在过去的几年中,研究癌细胞转移的物理学家们对一些细胞的行为提出了非常准确的预测模型。尽管这类研究刚刚起步,乐观的拥护者们就开始认为,阻塞一类的相变会在癌症治疗中扮演越来越重要的作用。

  “物理学界已经有了明显的研究势头,”弗莱德伯格说。“如果物理学家们已经上船,生物学家就不得不也一起跟上来。细胞也必须得服从物理的规律——关于这一点,它们别无选择。”

  广义上讲,在物理学作为一门独立的学科出现之前,癌症领域就已经用到过物理的原理。古希腊医生希波克拉底用“螃蟹(crab)”来给癌症(cancer)命名,便是因为肿瘤及其周围的静脉形似螃蟹的蟹壳与蟹腿。

  

物理学家们将完成攻克癌症的终极医疗武器

原文链接:http://www.itmsc.cn/archives/view-126092-1.html
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(责任编辑:夏喧)

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