癌症最可怕的一点就是它容易扩散。单个的原发性肿瘤可以采用传统手术,放疗和化疗,治愈的希望很大,但是一旦癌细胞扩散,并将继发性癌症扩散至患者全身,这样的治疗就不太可能长期有效了。因此,阻止癌细胞扩散将会是一项很大的成就。来自米兰Galeazzi Orthopaedic机构的MM和麻省理工学院的RK发明了一项设备,或许朝目标推进了一步。他们在《生物材料》杂志上对设备进行了描述,这是一个芯片上的实验室,模仿乳腺癌扩散至骨髓的过程。癌细胞扩散的谜题之一在于,为什么来自不同种原发性癌组织的细胞倾向于在特定种类的继发性组织上安家。为检验设备,两位研究人员研究了早已证明的乳腺癌细胞往往倾向于入侵骨髓。他们希望验证一个假设,即,在这种情况下,因为乳腺癌细胞膜上的分子受体CXCR2受到骨细胞用来与其它细胞沟通的信号分子CXCL5的影响,才会出现这样的扩散路径。
芯片本身是由玻璃和塑料呈三明治状混合而成,宽度为2厘米,芯片内两种材料交接处,存在一系列相互连接的渠道,这些渠道内则是一种可以供细胞生长的凝胶。两位博士以及他们的学生用这些芯片来制造血管,骨细胞和干细胞的矩阵,他们希望这些结构能与人体内的骨髓相似。接着,研究人员又将大量的乳腺癌细胞放在芯片中,在对照实验中,他们利用胶原蛋白(骨中大量存在的蛋白质)的矩阵而非模拟骨髓做了类似的实验。正如他们所猜想的那样,癌细胞迅速入侵骨髓,而不是胶原蛋白。问题就在于,是什么吸引了这些癌细胞进入骨髓?为了找到答案,他们用培植好的,对CXCR2有抗体的乳腺癌细胞重复了实验。这些细胞附着在受体之上,减少它们对其它物质的吸引力,使得癌细胞扩散过程大大放缓。看起来是信使蛋白质和受体蛋白质之间的联系使得骨对于乳腺癌细胞既具吸引力。
这一信息很有用,用化学手段对付CXCR2受体蛋白,或是开发出可以减少骨分泌CXCL5的药品可以延缓—甚至停止乳腺癌扩散。但是新的芯片的意义远不止于此。在制作芯片的过程中,两位博士发明出一种可以测试许多中分子相互作用的方式,包括其它癌症和它们通常入侵的组织之间的相互作用。最终,这可能减少癌细胞扩散和继发性癌症,延长患者寿命。