Nature：相比于基质硬度，基质粘弹性与肝癌的相关性更密切

邓文龙

Nature：相比于基质硬度，基质粘弹性与肝癌的相关性更密切

肝癌
水凝胶
粘弹性

来源：生物谷原创 2024-02-18 16:30

在一项新的研究中，来自美国斯坦福大学的研究人员发现，另一种称为粘弹性的生物物理特征与肝癌的相关性比硬度更密切，尤其是在2型糖尿病患者中。
几个世纪以来，医生们一直把他们的手作为必不可少的诊断工具——通过检查关节和触诊腹部来评估患者的健康状况。通常情况下，癌症会通过肿块或正常弹性组织或器官的异常硬度（stiffness）表现出来。



最近，通过生物物理研究和临床试验，特别是肝癌和乳腺癌的临床试验，记录了硬度与癌症之间的关系。例如，硬度是肝硬化的主要特征，而肝硬化可能进展为肝癌。



如今，在一项新的研究中，来自美国斯坦福大学的研究人员发现，另一种称为粘弹性（viscoelasticity）的生物物理特征与肝癌的相关性比硬度更密切，尤其是在2型糖尿病患者中。相关研究结果于2024年1月31日在线发表在Nature期刊上，论文标题为“Matrix viscoelasticity promotes liver cancer progression in the pre-cirrhotic liver”。





这种区别很重要，因为2型糖尿病患者罹患肝癌的几率是非糖尿病患者的两到三倍，而肝癌通常是在没有肝硬化的情况下发生的。肝癌发病率不断上升的部分原因是糖尿病的发病率在全球范围内不断增长，尤其是在边缘化社群，那里很少有健康的食物选择和定期锻炼的机会。



论文通讯作者、斯坦福大学胃肠病学和肝病学教授Natalie Torok说，“这是基质硬度（matrix stiffness）作为肝癌主要预测因素的观点首次受到挑战。目前的指南建议只对肝硬化患者进行常规肝癌筛查。因此，许多2型糖尿病患者根本没有接受筛查。这些新发现不仅对肝癌有重大影响，而且对其他以糖尿病为风险因素的癌症——包括乳腺癌也有重大影响。”论文第一作者为斯坦福大学博士后学者Weiguo Fan博士。



Torok和她的同事们与斯坦福大学机械工程副教授Ovijit Chaudhuri实验室的研究人员合作，通过患者样本、动物模型以及在实验室中用一种叫做水凝胶（hydrogel）的果冻状组织支架培育的细胞，研究粘弹性在肝癌中的作用。



Chaudhuri说，“这是第一项关于粘弹性在癌症中作用的研究，研究数据涵盖了人体和小鼠模型、体外三维培养研究和计算模拟。它最终确定了粘弹性在肝癌进展中的作用。”



硬度测试



肝脏硬度是通过一种叫做瞬态弹性成像（transient elastography）或磁共振弹性成像（MR elastography）的成像技术进行非侵入式测量的，这涉及在腹部放置一个振动垫。振动从成像探头传递到器官；振动波在硬介质中的运动与在延展性较好的介质中的运动是不同的。肝脏硬度超过一定临界值的人被诊断为肝硬化；现行指南建议他们每六个月接受一次腹部超声波和血液检查，以筛查肝癌。




图片来自Nature, 2024, doi:10.1038/s41586-023-06991-9



硬度等测量指标来自于所谓的胞外基质---器官细胞之间和周围的空间，其中充满了蛋白、糖和矿物质。



Chaudhuri说，“我们的器官不仅仅是细胞团块。细胞存在于一种叫做胞外基质的支架中，胞外基质为细胞提供物理支持，同时也影响着细胞的成熟、特化和功能。”



就像小学老师一样，胞外基质提供了一个物理框架，支持和组装细胞，引导它们和谐地形成一个功能性组织。当胞外基质被破坏时，任何坏的癌细胞或癌前病变细胞都更容易迷失方向，扩散到它们不应该扩散的地方，不受控制地分裂，或蜕变成其他更危险的版本。（生物谷 Bioon.com）



参考资料：

Weiguo Fan et al. Matrix viscoelasticity promotes liver cancer progression in the pre-cirrhotic liver. Nature, 2024, doi:10.1038/s41586-023-06991-9.

Diabetes and liver cancer — Stanford Medicine study suggests new screening guidelines
https://med.stanford.edu/news/al ... s-liver-cancer.html

Nature：相比于基质硬度，基质粘弹性与肝癌的相关性更密切
https://news.bioon.com/article/e32b81245265.html
Nature : Matrix viscoelasticity promotes liver cancer progression in the pre-cirrhotic liver
https://www.nature.com/articles/s41586-023-06991-9



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