科学家揭秘肿瘤生长背后的物理特性！

近日，一篇刊登在国际杂志Biosystems上题为“Cell and extracellular matrix growth theory and its implications for tumorigenesis”的研究报告中，来自杜克大学等机构的科学家们通过研究开发出了一种能预测肿瘤生长的新策略，研究人员并不只专注于细胞生长的生物学机制，而是利用热力学和肿瘤扩张的物理空间来预测其从单个细胞金华威复杂癌变肿块的过程。  

研究者Ehsan Samei表示，当科学家们提到癌症时首先想到的是生物学特性，这时候往往会忽略掉癌细胞生长模式的物理特性，以及肿瘤如何与其周围组织相互作用，并为其细胞提供养分，而这是迄今为止并没有被很好研究的一个方面。研究人员所提出的理论使用了自然系统生长以及重组自身以获得最大流动系统的基本概念，其不仅能够解释这种生长发生的机制，还解释了其为何必须发生。 

这项最新研究基于研究者Bejan于1996年撰写的构造定律（constructal law），该定律指出，一个系统想要生存下去，就必须不断进化来增加其流动的通道。比如，人类血管系统就会进化出为一个由少数大动脉和许多小型毛细血管组成的网络提供血流，河流系统、树枝和现代公路及道路网络都反映了同样的力量在发挥着作用。 

这项研究中，研究者Bejan等人揭示了肿瘤在生长过程中的生长和内部重组是如何直接与其需要制造更多流动营养物质通道及清除垃圾的管道联系在一起的，他们利用这些观点预测了细胞簇的生长能作为结构的功能，同时也预测了标志一个不同配置过渡到下一个配置的关键簇的大小。