종양과 다른 성장 조직의 확산으로 완전히 새로운 유형의 물리학이 드러났습니다.
9 월 24 일자 Nature Physics 저널에 발표 된 새로운 연구에서 과학자들은 살아있는 세포가 이전에 알려지지 않은 "액티브 습윤"공정에 의해 2D 시트에서 3D 블롭으로 전환되는 것을 발견했습니다. 그리고 능동적 습윤의 물리학은 암이 퍼지는 이유와 방법을 설명 할 수 있습니다.
카탈로니아 바이오 엔지니어링 연구소의 공동 저자 인 자비에르 트레 파트 (Javier Trepat)는“우리가 매우 어려운 과제 인 실제 종양에서 이러한 힘을 선택적으로 수정하는 방법을 찾을 수 있다면 암 전파를 피하기위한 치료법을 설계 할 수있다. 스페인의 La Laguna Universidad de La Laguna의 스페인과 Carlos Pérez-González는 라이브 사이언스에게 이메일로 말했다.
활성 물리
연구 결과에 대한 모든 종류의 의료 응용 프로그램은 먼 길입니다. Trepat와 Pérez-González는 다음 단계는 아직 알려지지 않은 이상한 습윤의 물리학에 대해 더 깊이 파고 들게 될 것이라고 말했다.
연구자들이 발견 한 것은 인간 유방암 세포를 사용한 실험 접시에서 수행 된 실험을 기반으로합니다. Trepat와 Pérez-González는 세포 간 유착을 제공하는 E-cadherin이라는 단백질에 대한 조사를 통해 모든 것이 시작되었다고 말했다. 연구원들은이 단백질이 조직이나 세포 그룹 내에서 장력을 어떻게 조절하는지 알고 싶었습니다. 그들이 기대하지 않은 것은 조직 내부의 장력이 너무 높아져서 조직 시트가 자발적으로 기질로 사용하는 콜라겐 코팅 젤에서 분리되어 회전 타원체 모양으로 수축 될 수 있다는 것입니다.
연구원들은 Live Science에“이 현상을 처음 관찰했을 때 그 원인과 이유를 확신 할 수 없었다”고 말했다.
연구원들은 능동적 습윤을 소위 수동 유체의 거동과 대조했는데, 유체 유동을 변화시키기위한 살아있는 구조가 없다. 일반적으로 수동 유체에서는 Navier-Stokes 방정식으로 알려진 물리 방정식 세트가 유체 역학을 나타냅니다. 수동 유체에서 2D 시트에서 3D 스페 로이드로의 전환을 듀엣 팅이라고합니다. 반대로, 2 차원으로 퍼지는 3D 스페 로이드를 습윤이라고합니다. 습윤 또는 디 웨팅 발생 여부는 계면, 액체 및 관련된 가스의 표면 장력에 의해 결정됩니다.)
그러나 연구원들이 조직 크기와 E-cadherin 수준과 같은 다양한 매개 변수와 같은 실험에서 암 세포를 가지고 놀았을 때, 세포가 수동적 습윤 및 탈습에서 일반 유체처럼 행동하지 않는 것으로 나타났습니다. 이는 조직의 수축성에서 세포-기판 접착에 이르기까지 많은 활성 과정이 세포가 뭉쳐 지거나 퍼지는지를 결정하기 때문이다.
확산 된 습윤 단계와 볼드 업 디 웨팅 단계 사이의 전이는 셀-셀 힘과 셀을 기판에 부착시키는 힘 사이의 경쟁에 달려 있다고 연구원들은 말했다.
암 전환
조직은 정상적인 발달을 포함하여 많은 방법으로 성장하고 움직입니다. 그러나 활성 습윤 전이는 중요하다. 세포가 포함 된 구형에서 확산되는 평평한 시트 인 Trepat와 Pérez-González로가는 핵심 순간이기 때문이다. 다시 말해, 일단 종양의 원형 볼이 퍼져 표면에 부착되면 종양이 더 퍼질 수 있습니다.
"우리의 결과는 암 침입에 어떤 힘이 중요한지 이해하기위한 포괄적 인 틀을 설정했다"고 연구원들은 말했다. 연구의 다음 단계 중 일부는 실험실 접시에서 살아있는 조직과 실제 종양으로 연구를 옮기는 것입니다.
생물학 시스템은 고전 물리학 프레임 워크에 맞추기가 어려울 수 있다고 리차드 모리스 (Richard Morris)와 알파 p (Alpha Yap)은 새로운 논문과 함께 언급했다. Morris는 인도 Tata Institute for Fundamental Research의 박사후 연구원이며 Yap는 호주 퀸즐랜드 대학교의 세포 생물 학자입니다. 그러나 새로운 논문은 물리학이 생물학의 문제와 관련이 있도록하는 "올바른 방향으로의 귀중한 단계"라고 Morris와 Yap은 말했다.
"이 경우, 고전 물리학의 아이디어는 생물학적 시스템의 특성화에 유리할 수 있지만, 그 비유는 너무 멀리 추진되어서는 안되며 새로운 접근법이 필요합니다."
