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PNAS:柔软的武器——组织流动性如何影响脑肿瘤的发展

2023-04-02 责任编辑:未填 浏览数:7 恩都医药招商网

核心提示:为了理解组织流动性的这种“意想不到的行为”,研究人员使用MRE研究了三种模拟材料,即琼脂糖、肝素和豆腐,它们以不同的方式与水结合。本研究利用模拟组织模型发现了神经肿瘤的异常流动性,使得GBM在物理层面上穿透周围组织。。

胶质母细胞瘤(GBM)是成人最常见、侵袭性最强的恶性脑肿瘤,预后较差。70% ~ 80%的患者病程为3~6个月,只有10%的患者病程超过1年。GBM增长如此迅猛的原因尚不清楚。

最近,研究人员通过观察肿瘤的流动性,为GBM的浸润行为提供了一种简单而有趣的解释。他们使用流动性来量化通过体内磁共振弹性成像(MRE)测量的生物组织的粘度。结果显示神经瘤异常,其流动性随含水量增加而降低。研究成果发表在《PNAS》期刊上。

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生物体具有力学性质,其固体或液体行为会影响恶性肿瘤的扩散。众所周知,实体肿瘤往往具有较高的机械强度,使其能够主动侵犯和扩散到周围健康的实体组织。然而,如何在更坚硬的环境(如大脑)中生长出柔软的肿瘤却不得而知。

为了理解组织流动性的这种“意想不到的行为”,研究人员使用MRE研究了三种模拟材料,即琼脂糖、肝素和豆腐,它们以不同的方式与水结合。琼脂糖和肝素是水合多糖,而豆腐是由大豆蛋白组成的,它们主要通过疏水作用聚集。稀释后,三种材料的机械流动性会发生不同的变化,从而为定量解释神经瘤在体内的流动性提供了参考。

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琼脂糖、肝素和豆腐与不同量的水混合的MRE。(a)由于含水量不同,流态不同时的复合剪切模量振幅(jG * j)和复合剪切模量相角()图;(b)三种模拟材料在干燥固体部分上的大、小剪切模量(jG * j)和相位角()的变化。

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脑肿瘤的活体磁共振成像。(A)GBM和MEN中的两个代表性案例;(b)肿瘤流动性和肿瘤中游离水相对量(jS * j)之间相关性的定量分析

脑瘤中流动性的异常行为(含水量越低流动性越高)与豆腐中观察到的情况类似。侵袭性GBM含水量较高,但同时表现为固体状;与脑组织相比,含水量低的良性脑膜瘤(MENs)有液体样表现。这表明流动性在肿瘤的侵袭和浸润潜能中起重要作用。

本研究利用模拟组织模型发现了神经肿瘤的异常流动性,使得GBM在物理层面上穿透周围组织。因此,移动性可能成为未来癌症研究的重要目标,为癌症诊断和治疗开辟新的前景。

参考资料:

[1]组织流动性如何影响脑瘤进展

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