2021年1月15日，中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究所黃波教授團(tuán)隊(duì)在The EMBO Journal雜志上發(fā)表論文“Cell softness regulates tumorigenicity and stemness of cancer cells”，揭示了細(xì)胞物理的柔軟性是干性腫瘤細(xì)胞內(nèi)在的固有標(biāo)志。這一研究工作將推動腫瘤干細(xì)胞研究領(lǐng)域的深入開展。
腫瘤治療的問題在于，極少的一小群具有干性的腫瘤細(xì)胞對當(dāng)前各種治療手段抵抗；而對于干性腫瘤細(xì)胞，其研究的困難又在于缺乏可靠的標(biāo)志。目前，基于細(xì)胞表面分子如CD133或者如ALDH1等作為腫瘤干細(xì)胞研究手段時，非干性腫瘤細(xì)胞亦混雜其中。另外，這些化學(xué)分子不穩(wěn)定，在不同腫瘤細(xì)胞類型中，變化非常大。這樣，腫瘤干性難以界定的瓶頸，極大制約了對這類關(guān)鍵細(xì)胞更深入研究。
該研究發(fā)現(xiàn)，混合的腫瘤細(xì)胞群體中，絕大部分腫瘤細(xì)胞硬度大于0.7 KPa，而有數(shù)量非常少的腫瘤細(xì)胞，其硬度小于0.4 KPa。研究人員設(shè)計(jì)并制造微流控芯片儀器，能夠?qū)浀暮陀驳哪[瘤細(xì)胞有效分選。他們發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)流式分選的CD133+、ALDH+或者側(cè)群（SP）干性腫瘤細(xì)胞中，大部分腫瘤細(xì)胞硬度小于0.4 KPa，但也存在較大比例的硬的細(xì)胞，只有軟的腫瘤細(xì)胞（100個）具有成瘤性，而硬的腫瘤細(xì)胞則不具備成瘤性。進(jìn)一步基因組測序分析，鑒定出 Wnt信號調(diào)節(jié)蛋白BCL9L，其參與調(diào)控軟的腫瘤細(xì)胞成瘤性和干性。
本項(xiàng)研究工作的意義在于揭示物理的機(jī)械軟性是干性腫瘤細(xì)胞固有的內(nèi)在標(biāo)志，為干性腫瘤細(xì)胞深入研究提供技術(shù)支撐，并為臨床靶向干性腫瘤細(xì)胞開辟新方向。同時，該項(xiàng)研究證實(shí)了體外培養(yǎng)的腫瘤再生細(xì)胞(Tumor Repopulating Cells, TRCs)并非僅僅是人為培養(yǎng)的，其在腫瘤的瘤體內(nèi)真實(shí)存在。 生物機(jī)械力是細(xì)胞本質(zhì)性的特征之一，機(jī)械力生物學(xué)涉及細(xì)胞功能及生命活動的各個方面，是當(dāng)今醫(yī)學(xué)和生命科學(xué)最前沿研究領(lǐng)域和研究熱點(diǎn)。運(yùn)用生物機(jī)械力學(xué)原理和技術(shù)手段，有望在腫瘤學(xué)、免疫學(xué)、再生醫(yī)學(xué)等諸多領(lǐng)域取得突破性、原創(chuàng)性的生物醫(yī)學(xué)發(fā)現(xiàn)，為疾病診治提供全新策略。該項(xiàng)研究工作是對當(dāng)前機(jī)械力生物學(xué)完美的詮釋。
本研究工作得到中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院醫(yī)學(xué)與健康科技創(chuàng)新工程（2016-I2M-1-007）等項(xiàng)目的資助?；A(chǔ)醫(yī)學(xué)研究所黃波教授為論文通訊作者，劉玉英副研究員（基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究所）為共同通訊作者。呂家迪博士后（基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究所）、劉姚萍博士后（北京大學(xué)微納電子學(xué)院）、程飛冉博士生（基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究所）為論文的共同第一作者。
論文鏈接：https://www.embopress.org/doi/full/10.15252/embj.2020106123。
