<p>這項由倫敦帝國理工學(xué)院和倫敦癌癥研究所領(lǐng)導(dǎo)的研究可以幫助我們更好地了解癌細(xì)胞是如何&ldquo;決定&rdquo;何時繁殖和擴(kuò)散到哪里的。</p> <p>&nbsp;</p> <p>我們還不知道為什么癌細(xì)胞的細(xì)胞膜電壓會波動，但我們的發(fā)現(xiàn)&hellip;&hellip;這為進(jìn)一步的研究打開了大門，可以幫助我們更好地理解癌癥信號網(wǎng)絡(luò)和生長。</p> <p><br />Amanda Foust博士</p> <p><br />生物工程系</p> <p>&nbsp;</p> <p>當(dāng)細(xì)胞癌變時，它們會經(jīng)歷一系列的生物電變化。例如，細(xì)胞周圍的細(xì)胞膜比健康的細(xì)胞膜帶正電荷更多。</p> <p>&nbsp;</p> <p>今天發(fā)表在《通訊生物學(xué)》雜志上的這項新研究發(fā)現(xiàn)，乳腺癌細(xì)胞的膜電壓不僅高于健康細(xì)胞，而且隨著時間的推移也會波動&mdash;&mdash;乳腺癌細(xì)胞的行為很像神經(jīng)元。</p> <p>&nbsp;</p> <p>研究人員認(rèn)為，這可能表明癌細(xì)胞之間的電子通信網(wǎng)絡(luò)在未來可能成為破壞的目標(biāo)，從而創(chuàng)造出可能的新治療方法。</p> <p>&nbsp;</p> <p>來自帝國理工學(xué)院生物工程系的聯(lián)合第一作者阿曼達(dá)&middot;福斯特博士說:&ldquo;當(dāng)健康細(xì)胞發(fā)生癌變時，它們所經(jīng)歷的變化可以幫助它們生長和擴(kuò)散。例如，我們知道，某些控制細(xì)胞增殖的基因會關(guān)閉，導(dǎo)致細(xì)胞生長失控。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>&ldquo;我們還不知道為什么癌細(xì)胞的膜電壓會波動，但我們的發(fā)現(xiàn)和技術(shù)，由工程師和生物學(xué)家的激動人心的合作實現(xiàn)，為進(jìn)一步的工作打開了大門，可以幫助我們更好地了解癌癥信號網(wǎng)絡(luò)和生長。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p><strong><span class="h1">測試網(wǎng)絡(luò)</span></strong></p> <p><br />這是我們第一次在乳腺癌細(xì)胞內(nèi)觀察到如此快速的電活動波動。</p> <p><br />Chris Bakal教授</p> <p><br />倫敦癌癥研究所的癌癥形態(tài)動力學(xué)教授</p> <p><br />為了測試電壓，研究人員培養(yǎng)了八種乳腺癌細(xì)胞系和一種健康乳腺細(xì)胞系的細(xì)胞。然后，他們用顯微鏡記錄了細(xì)胞膜的電壓，顯微鏡最初是用來記錄腦細(xì)胞中的電活動的，然后用機(jī)器學(xué)習(xí)對信號進(jìn)行分類和描述。</p> <p>&nbsp;</p> <p>出乎意料的是，他們發(fā)現(xiàn)了癌細(xì)胞細(xì)胞膜電壓的波動。雖然還需要更多的研究，但研究人員懷疑&ldquo;眨眼&rdquo;和&ldquo;揮手&rdquo;的電信號可能是細(xì)胞之間交流的一種形式。</p> <p>&nbsp;</p> <p><img src="https://www.imperial.ac.uk/ImageCropToolT4/imageTool/uploaded-images/fig2-a-wave-of-voltage-fluctuations-seen-across-the-cells_1668092872137_x2.jpg?r=118" alt="A wave of voltage fluctuations seen across the cells" width="808" height="636" />&nbsp;</p> <p>在電池間看到的電壓波動波</p> <p>&nbsp;</p> <p>他們添加了河豚毒素，這是一種有效的神經(jīng)毒素，可以阻斷鈉通道，防止神經(jīng)細(xì)胞產(chǎn)生電荷。先前的研究表明，癌細(xì)胞依賴這些鈉通道變得更具侵襲性。</p> <p>&nbsp;</p> <p>他們發(fā)現(xiàn)，與它對神經(jīng)細(xì)胞的作用類似，河豚毒素可以抑制癌細(xì)胞的電壓波動。研究人員表示，這可能預(yù)示著阻斷癌細(xì)胞通訊和行為的新治療途徑。</p> <p>&nbsp;</p> <p>倫敦癌癥研究所的癌癥形態(tài)動力學(xué)教授Chris Bakal說:&ldquo;這是我們第一次觀察到乳腺癌細(xì)胞內(nèi)的電活動如此快速的波動?？雌饋砣橄侔┘?xì)胞已經(jīng)建立了一種電子語言。我們?nèi)匀徊恢肋@種語言有多復(fù)雜，但它可以讓癌細(xì)胞長距離傳遞有關(guān)附近營養(yǎng)物質(zhì)或惡劣環(huán)境的信息，最終促進(jìn)腫瘤存活。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>我們的研究表明，癌細(xì)胞之間隱藏的電信號網(wǎng)絡(luò)可能在癌細(xì)胞行為中發(fā)揮關(guān)鍵作用</p> <p><br />名譽教授Mustafa Djamgoz</p> <p><br />生命科學(xué)系</p> <p><br />為了進(jìn)一步驗證他們的發(fā)現(xiàn)，他們在健康細(xì)胞系中誘導(dǎo)癌癥，然后再次記錄。他們發(fā)現(xiàn)，一旦這些細(xì)胞癌變，細(xì)胞膜的電壓也會波動。</p> <p>&nbsp;</p> <p>電信號的水平因癌癥類型而異。更具侵略性和不可治療的癌細(xì)胞系具有更頻繁的波動，信號有時表現(xiàn)為在細(xì)胞之間傳播的波。</p> <p>&nbsp;</p> <p>研究報告的合著者、帝國理工大學(xué)生命科學(xué)系名譽教授穆斯塔法&middot;賈姆戈茲說:&ldquo;在人體的所有細(xì)胞中，我們通常把&lsquo;易興奮的&rsquo;大腦或心臟細(xì)胞與電活動聯(lián)系在一起。我們的研究表明，癌細(xì)胞之間隱藏的電信號網(wǎng)絡(luò)可能在癌細(xì)胞行為中發(fā)揮關(guān)鍵作用，包括彼此之間的通信以及腫瘤內(nèi)其他細(xì)胞之間的通信。我們已經(jīng)知道，電活動促進(jìn)了癌癥的擴(kuò)散，這是癌癥死亡的主要原因。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>Bakal教授說:&ldquo;我們認(rèn)為這些網(wǎng)絡(luò)甚至可能使癌細(xì)胞形成類似大腦的結(jié)構(gòu)，使癌細(xì)胞像一臺機(jī)器一樣共同作用，而不是作為單個單元。&rdquo;</p> <p><img src="https://www.imperial.ac.uk/ImageCropToolT4/imageTool/uploaded-images/fig1-the-changing-voltages-of-cell-lines-epithelial-healthy-the-rest-are-different-types-of-cancer-cell-lines_1668093072416_x2.jpg?r=7157" alt="The changing voltages of cell lines. Epithelial = healthy. The rest are different types of cancer cell lines. One can clearly see voltage fluctuations in the cancer cells lines compared with the healthy cells." width="808" height="822" />&nbsp;</p> <p>細(xì)胞系的電壓變化。上皮細(xì)胞=健康。其余的是不同類型的癌細(xì)胞系。</p> <p><br /><strong><span class="h1">連接線索</span></strong></p> <p><br />癌細(xì)胞是隨著電壓以某種模式波動而自我克隆和繁殖，還是分裂侵入身體其他部位?我們是否可以利用這一知識在特定的波動階段進(jìn)行干預(yù)，以防止癌癥擴(kuò)散?</p> <p><br />Amanda Foust博士</p> <p><br />生物工程系</p> <p><br />研究人員現(xiàn)在正致力于識別和解開細(xì)胞膜電壓和癌細(xì)胞行為之間的潛在聯(lián)系，看看它們是否可以被切斷。</p> <p>&nbsp;</p> <p>巴卡爾教授說:&ldquo;如果你能阻止癌細(xì)胞相互交流，它們就會變得更容易治療。這和戰(zhàn)爭沒什么不同。如果你能阻止指揮官向前線士兵傳遞信息，戰(zhàn)斗就會更容易獲勝。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>福斯特博士說:&ldquo;我們現(xiàn)在正在研究電壓在癌細(xì)胞行為中的作用。癌細(xì)胞是隨著電壓以某種模式波動而自我克隆和繁殖，還是分裂侵入身體其他部位?我們是否可以利用這一知識在特定的波動階段進(jìn)行干預(yù)，以防止癌癥擴(kuò)散?這些都是我們希望通過持續(xù)的工作來回答的關(guān)鍵問題。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>這項研究由綜合生物成像網(wǎng)絡(luò)、皇家工程院、生物技術(shù)和生物研究委員會(BBRC, UKRI的一部分)、威康信托基金會、工程和物理科學(xué)研究委員會(EPSRC, UKRI的一部分)、英國癌癥研究和英國癌癥研究所資助。</p> <p>&nbsp;</p> <p>&ldquo;電壓成像揭示人類乳腺癌細(xì)胞的動態(tài)電信號&rdquo;，作者:Peter quick, Yilin Sun, Mar Arias-Garcia, Melina Beykou, Corey D. Acker, Mustafa B. A. Djamgoz, Chris Bakal和Amanda J. Foust。發(fā)表于2022年11月11日《通訊生物學(xué)》。</p> <p>&nbsp;</p> <p>圖片:Foust等。</p> <p>&nbsp;</p> <blockquote> <p>注：本文由院校官方新聞直譯，僅供參考，不代表指南者留學(xué)態(tài)度觀點。</p> </blockquote>