一项研究为乳腺组织硬化如何在乳腺癌的发展中发挥作用提供了新的见解。通过研究乳腺细胞在硬化水凝胶中的反应，加州大学圣地亚哥分校的生物工程师发现了几种共同促进乳腺细胞转化为癌细胞的方式。这项工作可以刺激治疗患者和抑制肿瘤生长的新方法。

该小组在2月12日发表在《PNAS国家科学院院刊》上的一篇论文中报告了他们的发现。

“通过动态调整微环境的刚度，我们可以更好地模拟乳腺细胞向盘状恶性状态转化过程中发生的情况，”高级作者、加州大学圣地亚哥分校雅各布工程学院生物工程教授亚当恩格勒(Adam engler)说。

这项研究是一个发展机构的一部分。研究表明，机械力——不仅仅是遗传和生化信号——在癌症的发展和扩散中起着关键作用。过去，研究人员发现，体外刚性组织环境建模会促进肿瘤生长。

但是恩格勒经常指出，这些模型并不能完全重现体内发生的事情，因为它们是静态的。“组织硬化是一个动态过程。恩格勒说：“乳房组织不仅在开始时僵硬，而且会随着时间的推移而发展。

因此，恩格勒的方法是使用一个物质系统。在这个材料体系中，当细胞在里面的时候，刚度是可以动态调整的，然后我们就可以看到细胞对刚度的变化是如何反应的。

“我们试图模拟肿瘤发展中的纤维化过程，”恩格勒实验室的博士后研究员兼该研究的第一作者杰西普拉孔说。“随着肿瘤部位的形成，组织的局部硬度增加。通过模拟这种动态刚度，我们的系统更能代表体内发生的情况。”

研究小组使用了一种名为甲基丙烯酸透明质酸的水凝胶，这是一种柔软的材料，可以通过暴露于自由基和紫外线而得到不同程度的加强。首先，他们使水凝胶足够坚硬，以模仿正常乳房组织的硬度。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。研究小组指出，这一步所需的紫外线辐射量不足以对细胞造成损伤。

他们发现，僵硬会触发多种途径，这些途径共同表明乳腺细胞成为癌细胞。这些途径的关键参与者包括蛋白TWIST1、TGF-、SMAD和YAP。

“在动态环境中，我们发现这些不同的方法是协同的。正如先前在静态和刚性环境中的研究表明的那样，只抑制其中一种途径是不够的，”Engler说。“从临床角度来看，这表明单一药物治疗可能不适合所有乳腺癌患者。”

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，因为隔离环境导致的细胞数量比以前认为的要少。如果将这一结果转化到患者身上，可能意味着更少或更小的原发肿瘤。

该团队下一步计划探索抑制这些途径的候选药物，并研究它们对肿瘤进展的影响。这项研究主要针对基因控制的细胞系，因此该团队将研究来自患者的细胞系。