zui近，美國(guó)耶魯大學(xué)和約翰霍普金斯大學(xué)帶領(lǐng)的一個(gè)研究小組，采用先進(jìn)的技術(shù)和一種將工程學(xué)和醫(yī)學(xué)合并的方法，編制了關(guān)于“指導(dǎo)高侵襲性癌細(xì)胞的復(fù)雜信號(hào)網(wǎng)絡(luò)"的一些zui詳細(xì)的數(shù)據(jù)。
耶魯大學(xué)系統(tǒng)生物學(xué)家和生物醫(yī)學(xué)工程師、耶魯大學(xué)系統(tǒng)生物學(xué)研究所主任Andre Levchenko說(shuō)：“這是一組非常復(fù)雜的相互作用和過(guò)程。系統(tǒng)生物學(xué)方法通過(guò)分析癌細(xì)胞如何遷移到一起，以及如何單獨(dú)響應(yīng)復(fù)雜信號(hào)，確定了這種復(fù)雜性。"
四月八日在《自然通訊》（Nature Communications）雜志上發(fā)表的一項(xiàng)研究中，Levchenko和他的同事描述了乳腺癌細(xì)胞響應(yīng)人體內(nèi)化學(xué)信號(hào)的復(fù)雜方式。這個(gè)想法是要確定哪些信號(hào)導(dǎo)致癌細(xì)胞分散和轉(zhuǎn)移，這些信號(hào)如何與指導(dǎo)癌癥入侵的其他信號(hào)相結(jié)合，當(dāng)有沖突時(shí)哪些信號(hào)占支配地位。延伸閱讀：Science子刊：放大癌細(xì)胞的革命性新型探針。 
直到現(xiàn)在，很少有人知道細(xì)胞如何決定何時(shí)何地轉(zhuǎn)移，同時(shí)穿越復(fù)雜的組織。這些細(xì)胞經(jīng)常遇到矛盾的定向信號(hào)——zui難解決的問(wèn)題：哪些信號(hào)更強(qiáng)，以及在什么情況下？
在這項(xiàng)研究中，研究人員集中在幾個(gè)信號(hào)。一個(gè)是被稱為表皮生長(zhǎng)因子（EGF）的蛋白，它是個(gè)別癌細(xì)胞的一個(gè)強(qiáng)大、定向的指導(dǎo)信號(hào)。另一個(gè)信號(hào)介導(dǎo)一個(gè)知之甚少的現(xiàn)象，稱為“運(yùn)動(dòng)的接觸抑制（CIL）"，在這個(gè)現(xiàn)象中，細(xì)胞看起來(lái)像碰碰車(chē)，在接觸開(kāi)始時(shí)停止行進(jìn)并相互遠(yuǎn)離。
Levchenko的研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)EGF和CIL信號(hào)作用于乳腺癌細(xì)胞時(shí)，細(xì)胞的行為就好像一臺(tái)極小的電腦，做出關(guān)于“哪些信號(hào)占主導(dǎo)地位"的決定。如果EGF信號(hào)很微弱，若細(xì)胞遇到另一個(gè)細(xì)胞，它就轉(zhuǎn)向反方向；如果EGF信號(hào)是足夠強(qiáng)大的，兩個(gè)細(xì)胞會(huì)一起同行。研究人員揭開(kāi)了使細(xì)胞遵循這些信號(hào)并作出適當(dāng)決定的分子網(wǎng)絡(luò)。特別是，他們發(fā)現(xiàn)了被稱為ephrins的蛋白質(zhì)在介導(dǎo)CIL信號(hào)中的關(guān)鍵作用。這些蛋白質(zhì)，也存在于其他細(xì)胞類(lèi)型中，使乳腺癌細(xì)胞相互排斥，而忽略了其他細(xì)胞，如成纖維細(xì)胞。這方面的知識(shí)，使研究人員能夠抑制CIL，因此，即使微弱的EGF輸入也可能導(dǎo)致許多細(xì)胞的協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)。
本文*作者、耶魯大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程博士后Benjamin Lin指出：“我們表明，遷移性細(xì)胞優(yōu)先考慮某些信號(hào)，從而可以切換它們的遷移模式，這取決于它們所看到的環(huán)境。"
了解這些信號(hào)的相互作用，可使研究人員設(shè)計(jì)出某種策略，干擾或重定向運(yùn)動(dòng)中的癌細(xì)胞。例如，如果一個(gè)行進(jìn)中的癌細(xì)胞接收到很強(qiáng)的人工CIL信號(hào)，結(jié)果它的運(yùn)動(dòng)就會(huì)變得不那么定向和侵襲性，而是更加的混亂，這可能會(huì)減緩轉(zhuǎn)移的發(fā)生嗎？
從歷*看，對(duì)癌細(xì)胞運(yùn)動(dòng)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)，已經(jīng)無(wú)法模仿人體的動(dòng)態(tài)復(fù)雜性。現(xiàn)在，使用先進(jìn)的生物傳感器和其他技術(shù)，這種實(shí)驗(yàn)更接近于復(fù)制現(xiàn)實(shí)的生物環(huán)境。
本文共同作者、約翰霍普金斯大學(xué)副教授Takanari Inoue博士說(shuō)：“對(duì)于單個(gè)信號(hào)如何影響細(xì)胞的遷移，科學(xué)家們已經(jīng)研究的非常清楚。但實(shí)際上，細(xì)胞同時(shí)易受多個(gè)信號(hào)的支配。我們這項(xiàng)工作非常重要，因?yàn)槲覀兦宄乇砻?，?xì)胞可整合多條信息，而且這種整合發(fā)生在信號(hào)處理上游的一個(gè)地方。我想我們一直低估了這些細(xì)胞整合不同信號(hào)的能力。"