3D成像揭示胰腺癌是如何開(kāi)始的

一項(xiàng)研究3D組織樣本的新技術(shù)揭示了胰腺癌可以以兩種不同的方式開(kāi)始和發(fā)展，并解開(kāi)了幾十年前腫瘤是如何形成的謎團(tuán)。

這種新方法可以幫助研究人員從組織活檢中獲得更多信息，并可能改善胰腺癌的治療。這項(xiàng)技術(shù)是由弗朗西斯克里克研究所的科學(xué)家開(kāi)發(fā)的，結(jié)果發(fā)表在《自然》雜志上。這項(xiàng)工作得到了歐洲研究委員會(huì)和英國(guó)癌癥研究中心、醫(yī)學(xué)研究委員會(huì)和韋爾科姆的支持。

胰腺是位于胃后的重要器官，在消化過(guò)程中起著關(guān)鍵作用。它依賴于連接它和其他消化器官的管道網(wǎng)絡(luò)，最常見(jiàn)的胰腺癌就是在管道中發(fā)現(xiàn)的。然而，到目前為止，只能看到這些導(dǎo)管癌的2D切片，其中包含各種無(wú)法解釋的異常形狀。

“為了研究胰腺癌的起源，我們花了六年時(shí)間開(kāi)發(fā)了一種分析三維癌癥活檢組織的新方法，”該研究論文的合著者、弗朗西斯克里克研究所的亨德里克梅薩爾博士解釋說(shuō)?！斑@項(xiàng)技術(shù)揭示了癌癥在管壁中發(fā)展，并根據(jù)管道的大小向內(nèi)或向外生長(zhǎng)。這解釋了幾十年來(lái)我們?cè)?D切片中看到的神秘形狀差異?！?

通過(guò)在3D中分析正在發(fā)展的癌癥，研究小組定義了兩種不同類型的癌癥形成，它們起源于血管元素：“內(nèi)源性”腫瘤，其生長(zhǎng)成導(dǎo)管性腫瘤，以及“外源性”腫瘤，其向外生長(zhǎng)。為了找出癌細(xì)胞以特定方式生長(zhǎng)的原因，他們分析了詳細(xì)的3D圖像，并與克里克生物物理學(xué)家合作創(chuàng)建了復(fù)雜的計(jì)算機(jī)模型。

“我們模擬了管道，并描述了單個(gè)細(xì)胞的幾何形狀，以了解組織形狀，”生物物理學(xué)家、這篇論文的合著者Silvanus Alt博士解釋道?！澳Ｐ秃蛯?shí)驗(yàn)結(jié)果都證實(shí)，當(dāng)導(dǎo)管直徑小于約20微米，也就是約五十分之一毫米時(shí)，癌癥就會(huì)向外生長(zhǎng)。”

由阿克塞爾伯倫斯博士和紀(jì)堯姆薩爾布雷博士領(lǐng)導(dǎo)的克里克的兩個(gè)研究小組之間的跨學(xué)科合作使這項(xiàng)工作成為可能。阿克塞爾的團(tuán)隊(duì)研究干細(xì)胞和胰腺癌，而紀(jì)堯姆專注于用物理學(xué)來(lái)理解生物過(guò)程。

阿克塞爾說(shuō)：“當(dāng)我們?cè)谧孕熊嚺镆?jiàn)面時(shí)，我認(rèn)為我們應(yīng)該首先討論這個(gè)問(wèn)題?！耙馔獍l(fā)生的事情讓我很驚訝。我們現(xiàn)在擁有專利技術(shù)，可以看到癌癥的三維形狀和對(duì)腫瘤外觀的生物物理了解。既然我們知道胰腺癌可以以這兩種不同的方式發(fā)展，我們就可以開(kāi)始研究一個(gè)人是否可能更具攻擊性或以不同的方式擴(kuò)散。多年來(lái)，這可能會(huì)改善診斷或治療計(jì)劃?！?

該團(tuán)隊(duì)還將該技術(shù)應(yīng)用于其他器官，發(fā)現(xiàn)肝氣道和肝管中的癌癥表現(xiàn)相同。

“數(shù)據(jù)和我們的模型都表明，腫瘤生長(zhǎng)的兩種不同機(jī)制完全依賴于系統(tǒng)的先天物理學(xué)，”Guillaume Salbreux博士解釋說(shuō)?！跋翊蠖鄶?shù)癌癥一樣，導(dǎo)管胰腺癌始于開(kāi)始分裂的缺陷細(xì)胞。我們很快發(fā)現(xiàn)，當(dāng)只有少數(shù)細(xì)胞時(shí)，腫瘤已經(jīng)開(kāi)始向內(nèi)或向外生長(zhǎng)，這取決于導(dǎo)管的直徑。定義這一基本過(guò)程將有助于我們更好地了解癌癥在身體許多部位的生長(zhǎng)情況?！?

英國(guó)癌癥研究中心(Cancer Research UK)的胰腺癌專家安德魯卞金(Andrew Biankin)教授表示：“這項(xiàng)技術(shù)突破有可能解決許多尚未解決的問(wèn)題，這對(duì)我們理解和治療胰腺癌具有重要意義。我們必須從早期更好地掌握這些癌癥的表現(xiàn)。為了幫助發(fā)展和治療疾病，存活率仍然很低。”

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