新研究发现，蛋白质动力蛋白对乳腺癌细胞的运动至关重要，这为"瘫痪"癌细胞的治疗提供了一个新靶点，有可能成为化疗的一种非破坏性替代疗法。虽然临床应用还在酝酿之中，但这一突破为未来的个性化癌症疗法带来了希望。

任何癌症最致命的一面就是转移，即癌细胞扩散到全身。宾夕法尼亚州立大学领导的突破性研究首次发现了乳腺癌细胞侵入健康组织的机制。这一关键性发现揭示了一种名为"dynein"的运动蛋白在软组织模型中推动癌细胞运动的重要作用，为阻碍癌细胞转移提供了新的临床靶点，并有可能彻底改变癌症治疗方法。

宾夕法尼亚州立大学药理学助理教授、该研究的主要共同通讯作者埃德姆-塔布达诺夫（Erdem Tabdanov）说："这一发现标志着许多方面的范式转变。到目前为止，动力蛋白还从未被用于为癌细胞运动提供机械力，也就是癌细胞自我移动的能力。现在我们可以看到，如果以dynein为靶标，就能有效阻止这些细胞的运动，从而阻止转移扩散。"

合作努力和模型系统

该项目最初是宾夕法尼亚州立大学化学工程系和宾夕法尼亚州立大学医学院之间的合作项目，后来发展成为与罗切斯特大学医学中心、佐治亚理工学院、埃默里大学和美国食品药品管理局的研究人员之间的多机构合作项目。

宾夕法尼亚州立大学的阿米尔-谢克希（Amir Sheikhi）设计的健康软组织三维模型中显示了人类乳腺癌细胞的迁移。微凝胶是不可见的，以避免对细胞造成视觉干扰。细胞核为绿色。图片来源：Erdem Tabdanov/宾夕法尼亚州立大学

研究人员使用活体显微镜观察乳腺癌活细胞在两个不同的人体模型系统中的迁移。第一个系统是由胶原纤维组成的二维网络，它揭示了癌细胞如何在肿瘤周围的细胞外基质中移动，并显示了dynein是癌细胞移动的关键。

第二个系统是由宾夕法尼亚州立大学化学工程和生物医学工程助理教授阿米尔-谢基（Amir Sheikhi）、多萝西-福尔-哈克（Dorothy Foehr Huck）和 J. 劳埃德-哈克（J. Lloyd Huck）领导的团队开发的三维模型。

三维模型的发现

第二个系统的设计目的是利用微型水凝胶颗粒或微凝胶网络模仿软组织，这些颗粒或微凝胶以类似肿瘤的形状连接在一起。与二维模型一样，研究人员在三维模型中发现，dynein 在癌细胞扩散或转移过程中"不可或缺"。

"利用这些部分模拟肿瘤的三维模型，我们发现如果阻断了dynein，癌细胞就不能有效地移动和渗透到实体组织中，"Sheikhi说。"在这两种模型中，我们都发现，dynein 对细胞运动极为重要，这为癌症治疗提供了一种全新的方法。我们展示了如何瘫痪癌细胞，而不是用放疗或化疗杀死癌细胞。这是个好消息，因为你不必真的杀死细胞，这是一种同时针对癌细胞和健康细胞的严酷方法。相反，你只需阻止癌细胞移动即可。"

一种人类乳腺癌细胞--腺癌 MDA-MB-231 表现出类似转移的粘附性，在模拟软组织的胶原基质中扩散和迁移。宾夕法尼亚州立大学领导的新研究首次揭示了乳腺癌细胞如何侵入健康组织背后的机理。这一发现表明，一种名为"动力蛋白"（dynein）的运动蛋白为软组织模型中癌细胞的运动提供了动力，从而为临床抗癌转移提供了新的靶点，并有可能从根本上改变癌症的治疗方法。图片来源：埃德姆-塔布达诺夫提供

塔布达诺夫解释说，与化疗相比，细胞"瘫痪"可能被证明是一种有效的癌症治疗策略，因为在手术切除主要肿瘤后，它可以在不损害健康组织和细胞的情况下防止癌症扩散。

他说："化疗的诀窍在于杀死癌细胞的速度要比身体其他部位稍快--这是一场与时间的赛跑。化疗在忙于杀死癌细胞的同时，会对人体的正常健康组织造成很大伤害。如果我们能控制住癌症，阻止它的发展，就能保持身体健康部分的健康。"

未来展望

研究人员指出，任何潜在的临床治疗方法都还很遥远--因为他们还没有进行人体或动物试验。谢克希已经申请了与其团队平台相关的多项专利，并计划利用该技术研究包括其他癌症在内的多种疾病。

Sheikhi说："我们对与宾夕法尼亚州立医学院的合作感到非常兴奋，我们的实验室正在其他项目上密切合作。我认为这些平台有朝一日可以实现癌症的个性化医疗和个性化治疗，并有望实现许多其他疾病的个性化治疗。"