生物学家们曾经认为，癌细胞在机体中的扩散是一个漫无目的的缓慢过程，就像一个醉汉那样无法一直走直线，他们将这一过程称为随机游走(random walk)。不过 Johns Hopkins 大学的研究人员发现，这种随机游走模型只是癌细胞在二维平面(培养皿)上的运动方式，并不适用于机体内的三维空间。为此他们提出了一个新的计算模型，以便更好的展现细胞在 3D 中的迁移行为。
这项研究发表在美国国家科学院院刊《PNAS》上，领导这项研究的是Johns Hopkins大学的 Denis Wirtz 教授。这篇文章非常重要，因为它的结论可以帮助研究癌症扩散的人们获得更为准确的结果。
Wirtz 介绍道，这项研究强调了在三维中研究癌细胞的重要性。他的实验团队就在之前的研究中指出，细胞在 2D 和 3D 下存在行为差异，而这影响了癌症在机体内的迁移。
“从原发瘤脱离的癌细胞会寻找血管和淋巴结，以便转移到机体的其他器官，” Wirtz 说。“长期以来，人们一直相信这些细胞通过随机游走到达血管。但我们在研究中发现，事实并非如此。我们看到这些细胞的运动更有方向性，其移动轨迹几乎呈直线。这种移动方式能让癌细胞更有效的到达血管，是癌细胞扩散的有效途径。”
他补充道，这一发现为那些研究癌转移的人们带来了关键性的。“这意味着，上述癌细胞离开结缔组织的时间比之前的预期更短，” Wirtz 说。
Pei-Hsun Wu 和 Anjil Giri 是这篇文章的共同第一作者。 Wu 介绍道，持续性随机游走模型(Persistent Random Walk)是根据细胞在培养皿中的运动建立的。这一模型现在也被用于 3D 细胞实验，但这样的结果是有问题的。
“因为该模型很简便，目前 2D 和 3D 实验都在使用它，” Wu 说。“但这一模型实际上并不适合 3D 细胞研究。我们提出的新数学模型，不论在 2D 还是 3D 实验中都更加好用。”
“与 2D 平面上的移动相比，细胞在 3D 下的移动更具方向性，” Giri说。“不可预测的随机游走模型并不适用于 3D 。”
研究团队希望研究癌转移的其他科学家们，能够尽快将他们的数学模型利用起来。尽管这项研究中使用的是纤维肉瘤癌细胞，不过研究人员指出新模型也可以用来研究其他类型的细胞。例如，人们可以在新模型的基础上，理解机体内那些对抗感染和加速伤口愈合的细胞。
最新评论