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2024-08-14 14:55:44
研究者チームは、コンピューターシミュレーションと実験研究を組み合わせて、乳がん細胞が乳房組織に侵入する仕組みに関する重要な手がかりを明らかにしている。
乳がんの研究に使われる従来のマウスモデルでは 侵入研究者らはマウスに誘発された腫瘍の薄切片を採取し、顕微鏡で検査する。この手順は乳がんの浸潤に関する貴重な情報を提供するが、多くの点で限界があると、研究の主任著者であるコーリー・オハーン氏は言う。
「現在のマウスモデル研究の問題点は、組織学的研究では腫瘍の薄片を単一時点でしか得られないことです」とエール大学の機械工学、材料科学、物理学、応用物理学の教授であるオハーン氏は言う。「研究者は癌細胞の侵入の空間的・時間的変化を追跡することができません。」
そのために研究チームは乳がんの新しい計算モデルを開発した。 侵入。
「新しく開発されたこれらの計算モデルにより、時間の関数として、がん細胞が乳房組織にどのように侵入するかを3次元で判断できるようになりました。たとえば、がん細胞が高密度の乳房組織を通って特定の距離を移動するのにどのくらいの速さが必要かを予測できます。」
計算モデルに加えて、チームは試験管内実験も開発している。これは、コラーゲン繊維と混合したミクロンサイズのビーズで構成されたモデルシステムで、動物モデルにおける乳がんの多くの特徴を再現し、コンピューターシミュレーションを検証できるようにするものである。オハーン氏がコンピューターシミュレーションを主導し、試験管内実験はコーネル大学のクラウディア・フィッシュバッハ教授が実施した。
特に研究者らは、乳管の上皮層に由来する乳がんに焦点を当てた。健康な上皮細胞はまとまって乳管の内層を形成する。しかし、それが癌化すると、 モバイルになるがん細胞は互いに分離し、乳管から出て周囲の脂肪組織（脂肪細胞で構成されている）に移動します。脂肪組織に進行するがん細胞の数によって、血管に侵入して二次腫瘍を形成する可能性が決まります。
「がん細胞が脂肪組織に侵入すると、転移して治癒が困難な二次腫瘍を形成する可能性が高くなるため、私たちはこのプロセスを理解することに興味を持っています」と彼は言う。
「がん細胞が乳管に限局していれば、乳がんの治療はずっと容易になるだろう。」
研究者らが注目している変数には、がん細胞の粘着性のほかに、脂肪細胞の硬さも含まれる。脂肪細胞の変形が少ないほど、がん細胞が脂肪組織に侵入しにくくなるためである。もう 1 つの要素は、脂肪細胞間の隙間の大きさと、これらの隙間内の細胞外マトリックス (ECM) が、がん細胞の効率的な移動を可能にするためにどの程度整列しているかである。
「がん細胞は弾道的に動くのか、それとも拡散的に動くのか？脂肪細胞を変形させるほど速く動くことができるのか？これらの疑問を理解できれば、がん細胞が非常に高密度の脂肪組織を通過する物理的メカニズムを理解できる。」
乳がんの浸潤をリアルタイムで観察できる「小型カメラ」が存在しない状況では、コンピューターシミュレーションと試験管内実験の2本柱のアプローチが最善のアプローチかもしれないとオハーン氏は言う。このアプローチにより、がん細胞の活動性と粘着性、脂肪細胞の硬さ、ECMの閉じ込めが、脂肪組織へのがん細胞の非浸潤と浸潤の遷移を制御することを証明できたと同氏は言う。
この研究の資金は、 APLバイオエンジニアリングは、国立衛生研究所から提供されました。
ソース： イェール
#シミュレーションで乳がんの広がりの手がかりが明らかに