一项研究为乳腺组织的硬化如何在乳腺癌的发展中发挥作用提供了新的见解。通过研究乳房细胞如何在变硬的水凝胶中作出反应，加州大学圣地亚哥分校的生物工程师发现，几种途径共同促进乳腺细胞向癌细胞的转化。这项工作可以激发治疗患者和抑制肿瘤生长的新方法。

该团队于2月12日在“美国国家科学院院刊”(PNAS)上发表的一篇论文中报告了他们的研究结果。

“通过动态调节微环境的刚度我们可以更好地模仿乳房细胞转变为盘状恶性状态期间发生的事情，“资深作者，加州大学圣地亚哥雅各布斯工程学院生物工程学教授亚当恩格勒说。

该研究是一个不断发展的身体的一部分研究显示，机械力 - 不仅仅是遗传和生化信号 - 在癌症的发展和传播过程中发挥着关键作用。过去，研究人员发现，体外僵硬的组织环境建模促进肿瘤生长。

但这些模型经常Engler指出，不要完全重建体内发生的事情，因为它们是静止的，“组织硬化是一个动态的过程。乳房组织不仅刚刚起步僵硬，这是随着时间的推移而发展的，“恩格勒说。

因此，恩格勒的方法是使用一种材料系统，在这种材料系统中，当细胞在内部时，可以动态调整刚度，然后看看细胞如何响应刚度的变化。

“我们试图模仿肿瘤发展过程中的纤维化过程，”Engler实验室的博士后研究员，该研究的共同第一作者Jesse Placone说。“随着肿瘤部位的形成，组织局部僵硬度增加。通过模拟这种动态僵硬度，我们的系统更能代表体内发生的情况。”

该团队使用了一种名为甲基丙烯酸化的透明质酸的水凝胶，这种柔软的材料可以在暴露于自由基和紫外线下不同程度地加强。他们首先使水凝胶变硬，足以模仿正常乳房组织的僵硬度。然后，他们在凝胶中培养乳腺上皮细胞。细胞成熟后，凝胶的硬度增加到乳腺肿瘤的硬度。该团队指出，该步骤所需的紫外线照射量不足以对细胞造成伤害。

他们发现，僵硬会触发多个通路，这些通路共同表明乳腺细胞会变成癌细胞。这些途径的关键参与者包括蛋白质TWIST1，TGF-β，SMAD和YAP。

“在一个充满活力的环境中，我们发现这些不同的途径是协同作用的。仅仅抑制这些途径中的一条是不够的，就像先前在静态，僵硬的环境中进行的研究所示，”Engler说。“从临床角度来看，这表明单一药物治疗方法可能不适用于所有患有乳腺癌的患者。”

研究小组还发现，乳腺细胞亚群对硬化没有反应。恩格勒说，这对女性来说是个好消息，因为单独的环境导致的细胞数量比以前认为的更少。如果这种结果转化为患者，则可能意味着更少或更小的原发性肿瘤。

该团队接下来计划探索候选药物来抑制这些途径并研究它们对肿瘤进展的影响。该研究主要针对遗传控制的细胞系进行，因此该团队将对患者来源的细胞系进行研究。