癌細(xì)胞變軟和基質(zhì)變硬是癌癥轉(zhuǎn)移過程中的重要力學(xué)特征

癌細(xì)胞變軟

• 細(xì)胞骨架重排：癌細(xì)胞通過上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化（EMT）獲得更強(qiáng)的遷移和侵襲能力。在這一過程中，細(xì)胞骨架的重排使得細(xì)胞變得更加柔軟和可變形。這種柔軟性有助于癌細(xì)胞通過狹窄的間隙和血管，遷移到遠(yuǎn)處的組織。
• 細(xì)胞黏附和遷移：癌細(xì)胞的柔軟性還與其表面分子的表達(dá)變化有關(guān)。例如，癌細(xì)胞會(huì)表達(dá)更多的黏附分子，如整合素，這些分子幫助癌細(xì)胞與ECM和其他細(xì)胞相互作用，促進(jìn)其遷移和侵襲。

基質(zhì)變硬

• ECM重塑：腫瘤細(xì)胞通過分泌基質(zhì)金屬蛋白酶（MMPs）和賴氨酰氧化酶（LOX）等蛋白，重塑ECM。這些酶會(huì)增加ECM的剛度，使其變得更加堅(jiān)硬。例如，LOX家族蛋白通過交聯(lián)膠原纖維，增加ECM的 stiffness，為腫瘤細(xì)胞的遷移提供物理支持。
• 細(xì)胞外基質(zhì)的組成變化：腫瘤微環(huán)境中的ECM組成也會(huì)發(fā)生變化，如膠原蛋白、纖維連接蛋白和纖連蛋白等的增加，這些成分的增加會(huì)進(jìn)一步增加ECM的剛度。

機(jī)制和意義

• 力學(xué)信號(hào)傳導(dǎo)：癌細(xì)胞通過機(jī)械感受器（如整合素、鈣黏蛋白等）感受ECM的力學(xué)特性，并通過細(xì)胞內(nèi)信號(hào)傳導(dǎo)途徑（如ERK、Rho-GTPase等）調(diào)節(jié)其行為。這些信號(hào)途徑的激活有助于癌細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲。
• 腫瘤微環(huán)境的力學(xué)調(diào)控：腫瘤微環(huán)境中的力學(xué)因素，如組織間液壓力（IFP）、血管壓力和細(xì)胞外基質(zhì)的剛度，對(duì)腫瘤的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移有重要影響。這些力學(xué)因素通過調(diào)控癌細(xì)胞的行為和微環(huán)境的組成，促進(jìn)腫瘤的進(jìn)展和轉(zhuǎn)移。

臨床應(yīng)用

• 靶向治療：通過靶向LOX家族蛋白和其他ECM重塑因子，可以降低ECM的剛度，減少癌細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移。例如，抑制LOX的活性可以減少膠原蛋白的交聯(lián)，降低ECM的剛度，從而抑制腫瘤的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移。
• 藥物輸送：通過改善腫瘤微環(huán)境的力學(xué)特性，如降低IFP和基質(zhì)剛度，可以提高藥物的滲透性和治療效果。