2021年1月15日，中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究所黃波教授團隊在The EMBO Journal雜志上發(fā)表論文“Cell softness regulates tumorigenicity and stemness of cancer cells”，揭示了細胞物理的柔軟性是干性腫瘤細胞內(nèi)在的固有標志。這一研究工作將推動腫瘤干細胞研究領(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胞對當前各種治療手段抵抗；而對于干性腫瘤細胞，其研究的困難又在于缺乏可靠的標志。目前，基于細胞表面分子如CD133或者如ALDH1等作為腫瘤干細胞研究手段時，非干性腫瘤細胞亦混雜其中。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)鍵細胞更深入研究。
該研究發(fā)現(xiàn)，混合的腫瘤細胞群體中，絕大部分腫瘤細胞硬度大于0.7 KPa，而有數(shù)量非常少的腫瘤細胞，其硬度小于0.4 KPa。研究人員設(shè)計并制造微流控芯片儀器，能夠?qū)浀暮陀驳哪[瘤細胞有效分選。他們發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)流式分選的CD133+、ALDH+或者側(cè)群（SP）干性腫瘤細胞中，大部分腫瘤細胞硬度小于0.4 KPa，但也存在較大比例的硬的細胞，只有軟的腫瘤細胞（100個）具有成瘤性，而硬的腫瘤細胞則不具備成瘤性。進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)控軟的腫瘤細胞成瘤性和干性。
本項研究工作的意義在于揭示物理的機械軟性是干性腫瘤細胞固有的內(nèi)在標志，為干性腫瘤細胞深入研究提供技術(shù)支撐，并為臨床靶向干性腫瘤細胞開辟新方向。同時，該項研究證實了體外培養(yǎng)的腫瘤再生細胞(Tumor Repopulating Cells, TRCs)并非僅僅是人為培養(yǎng)的，其在腫瘤的瘤體內(nèi)真實存在。 生物機械力是細胞本質(zhì)性的特征之一，機械力生物學(xué)涉及細胞功能及生命活動的各個方面，是當今醫(yī)學(xué)和生命科學(xué)最前沿研究領(lǐng)域和研究熱點。運用生物機械力學(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。該項研究工作是對當前機械力生物學(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）等項目的資助。基礎(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。
