教育新闻网人体正常细胞分裂的过程非常简单：响应信号(例如伤口)开始分裂，并在产生足够的细胞并且皮肤愈合时停止。但是癌细胞忽略了停车标志。它们迅速生长和传播，即使在狭窄的地方也能繁殖。
与在一大群人中穿行类似，在密集的组织中移动并非易事。任何正常细胞都会在此过程中死亡，但许多癌细胞都有一种笼状蛋白质，可以帮助它们保护细胞核和 DNA。这种称为波形蛋白的蛋白质通常在细胞运动过程中以中间丝(细胞的三个结构元素之一)表达。现在，艺术与科学学院的研究人员正在发现更多关于这种蛋白质的信息，它最终可能有助于癌症治疗或伤口愈合。
过去，波形蛋白的作用在很大程度上仍不清楚，但该学院的研究人员已经开发出首批模型之一，该模型捕捉了受限细胞运动的动态，并展示了波形蛋白如何在迁移过程中帮助保护细胞核。该团队包括主要作者、物理学研究生Sarthak Gupta ;艾莉森·帕特森，物理学助理教授;和物理学教授詹妮弗·施瓦茨最近在《新物理学杂志》上发表了他们的研究结果。他们的模型揭示了一种蛋白质的功能，这种蛋白质是癌症生长的主要参与者，他们的结果有朝一日可以帮助研究人员确定阻止癌症扩散的更好方法。
细胞迁移是有助于构建和维持组织的基本过程。在伤口愈合和癌症转移期间，这是已知细胞在移动的两种情况，它们依赖于细胞骨架(称为细胞骨架)来提供保护和产生力量。细胞骨架由蛋白质网络组成，当细胞决定它们想要旅行时，通常会出现一种特别是波形蛋白。
“当细胞静止时，众所周知，波形蛋白的表达非常少，”古普塔说。“相反，当细胞迁移时，这种蛋白质的表达就会增加。”
在 Patteson 的实验室中，研究人员一直在重建细胞在迁移过程中所经历的过程，以观察波形蛋白在该过程中的作用。通过通过胶原凝胶上的狭窄微通道挤压含有和不含有波形蛋白的细胞，它们在 3D 中模拟细胞通过真实组织中的小孔的方式。在他们的观察中，他们发现细胞骨架中波形蛋白的存在对于在 3D 空间中移动的细胞的存活至关重要，这是研究人员以前无法使用玻璃或塑料上的传统二维实验检测到的。
利用 Patteson 的实验结果，Gupta 和 Schwarz 开发了一个模型，该模型可以捕捉波形蛋白对细胞的细胞骨架和细胞核的影响。该模型使团队能够调节细胞产生的力和细胞核的刚度，为帕特森的实验室实验提供视觉证据。
“没有波形蛋白，我们发现细胞非常柔软，细胞核在移动时会变形，”古普塔说。“在波形蛋白的模拟中，细胞更能抵抗变形，细胞核内部及其DNA受到保护。”
通过了解波形蛋白在癌细胞在体内扩散时保护它们的作用，帕特森说，他们的研究可以帮助确定可能减缓其生长的药物。
“理论上，用靶向波形蛋白的药物治疗癌症可能是一种选择，”帕特森说。“通过靶向波形蛋白，细胞将无法有效地从一个地方移动到另一个地方，从而阻止癌症在其轨道上扩散。”
该团队表示，另一种可能的应用可能是伤口愈合，其中可以施用刺激波形蛋白表达的药物以加速细胞向伤口区域的移动，从而从根本上加速组织恢复过程。
