虚拟细胞预测肿瘤环境对癌症转移的影响程度

导读 尽管进行了大量的研究工作,转移过程仍然是癌症患者死亡的主要原因,转移过程允许癌细胞离开起源肿瘤,在其他器官内迁移和生长肿瘤。众所周

尽管进行了大量的研究工作,转移过程仍然是癌症患者死亡的主要原因,转移过程允许癌细胞离开起源肿瘤,在其他器官内迁移和生长肿瘤。众所周知,癌细胞获得迁移能力依赖于称为上皮间充质转化 (EMT) 的过程。在此过程中,癌细胞失去附着于其他细胞的能力,成为独立的细胞并获得迁移能力,从而从上皮状态转变为所谓的间充质状态。

然而,这个过程似乎很少完成,因为许多癌细胞同时保持上皮细胞和间充质细胞的特性。这些混合细胞可能是最危险的,因为它们似乎能在化疗药物治疗后存活下来并引起新的肿瘤。细胞内的大量分子或信号已被证明可以控制这一过程。此外,肿瘤细胞附近的细胞,以及细胞所在的蛋白质网络,称为细胞外基质,向肿瘤细胞发送大量信号以引起或阻止 EMT 过程。然而,仍有待发现这些分子信号中的哪些应该被靶向以阻止转移、杀死杂交癌细胞和防止新肿瘤的形成。

涉及转移的大量信号现在远远超出了任何研究人员整合以预测细胞行为方式的能力。为了解决这个问题,古尔本基安德科学研究所 (IGC) 和 Instituto de Investigação e Inovação em Saúde (i3S) 的 Claudine Chaouiya 和 Florence Janody 领导的研究小组构建了一个虚拟计算单元,其中有许多分子相互作用。这种虚拟细胞可以变成上皮、间充质或混合癌细胞。它也受到来自细胞外的许多信号的影响。根据 Claudine Chaouiya 的说法,“计算模型使我们能够进行比活细胞实验更便宜、更快的虚拟实验,以检验假设并做出预测。”

虚拟细胞给出的预测使用活的人类和犬类细胞进行了测试。在这些预测中,Chaouiya 和 Janody 的研究团队证实,表达致癌基因 Src 的杂交癌细胞如果位于更坚硬的细胞外基质上,就会变成间充质细胞。他们还发现,正如虚拟细胞预测的那样,表达致癌基因 Src 的间充质癌细胞在含有 RPTP-kappa 分子时会变成杂交癌细胞,该分子将细胞彼此连接起来。

Florence Janody 解释说:“将虚拟细胞和活细胞相结合的实验使我们能够非常有效地提出新的方法来预防转移和新肿瘤的形成。”

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