乳腺癌细胞的潜在“电子语言”了

新的研究发现变量在乳腺癌细胞的细胞膜电压,揭示线索如何生长和扩散。

这项研究由伦敦帝国理工学院和美国癌症研究所,伦敦,可以帮助我们更好地了解癌细胞“决定”繁殖并扩散到的地方。

细胞癌变时,接受一系列的生物电变化。例如,周围的一层细胞,称为细胞膜,细胞膜比健康更带正电。

这项新的研究,发表在通信生物学、发现以及膜电压高于健康细胞,它还与乳腺癌细胞随时间波动——行为就像神经元。研究人员认为这可能表明癌细胞之间的电子通信网络在未来可以破坏的目标,创造可能的新的治疗方法。

该研究阿曼达·福斯特博士从帝国的生物工程学系,说:“健康细胞癌变时,他们经历的改变可以帮助他们成长和传播。例如,我们知道,某些基因控制细胞增殖可以关掉,造成不可控的细胞生长。

“我们还不知道为什么在癌细胞膜的电压波动,但我们发现和技术,使激动人心的协作的工程师和生物学家,打开门,进一步的工作,可以帮助我们更好地理解癌症信号网络和增长。”

测试网络

测试电压,研究人员从八个乳腺癌细胞系细胞和一个健康的乳腺癌细胞系。然后记录他们的细胞膜电压用显微镜最初设计的电影电活动在大脑细胞中,在使用机器学习分类和描述的信号。

出乎意料地,他们发现癌细胞膜电压的波动。尽管还需要更多的研究,研究人员怀疑“闪烁”和“挥舞”可能是一种细胞之间的交流电信号。

他们补充说河豚毒素,有效的神经毒素,块钠离子通道,防止电荷在神经细胞的生成。先前的研究表明,癌细胞依赖于这些钠离子通道更具侵入性。

他们发现,同样它对神经细胞的影响,河豚毒素抑制电压波动的癌细胞。研究人员说,这可能表明新的治疗途径阻断癌细胞的沟通和行为。

位联席作者Chris Bakal教授,教授癌症研究所的形态动力学的研究中,伦敦,说:“这是我们第一次观察到这种快速波动在乳腺癌细胞电活动。它看起来像乳腺癌细胞建立了一种电气语言。我们仍然不知道语言是多么复杂,但它可以让癌细胞继电器附近的营养信息在远距离或敌对的环境,并最终促进肿瘤生存。”

为了进一步测试他们的发现,他们在健康的细胞系诱导癌症之前记录他们了。他们发现,一旦这些细胞癌变,膜的电压波动。

电信号的水平不同癌症类型。更积极的和无法治愈的癌症细胞系出现更频繁的波动,与信号有时出现一波旅行从细胞到细胞。

合著者名誉教授穆斯塔法Djamgoz帝国的生命科学部门说:“所有的细胞在体内,我们通常把“兴奋”的大脑或心脏细胞电活动。我们的研究表明一个隐藏的电气信号网络中癌细胞可能发挥关键作用在癌症细胞行为包括相互通信和其他细胞在肿瘤内。我们已经知道癌症的扩散,因癌症死亡的主要原因,是通过电活动。”

Bakal教授补充道:“我们认为这些网络甚至让癌细胞形成类人脑的结构允许癌细胞共同行动作为一个单独的机器,而不是作为单独的单位”。

连接的线索

研究人员目前正在努力确定和拆开潜在联系细胞膜电压和癌细胞的行为,是否可以减少。Bakal教授说:“如果你能停止癌细胞与彼此沟通,他们可以更容易治疗。是大同小异的战争。如果你能阻止指挥官传递信息的士兵在前线,战斗变得更容易赢。”

福斯特博士说:“我们正在调查电压的作用在癌症细胞的行为。做癌细胞克隆自己,用电压波动在一个特定的模式,或中断入侵其他的身体部位吗?我们可以使用这些知识来插入在波动的一个特定阶段预防癌症蔓延?这些是我们希望回答关键问题与我们正在进行的工作。”

参考:变快,太阳Y,尹浩然,Arias-Garcia。电压成像揭示了人类乳腺癌细胞的动态电子签名。Commun杂志。2022;5 (1):1 - 14。doi:10.1038 / s42003 - 022 - 04077 - 2

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