PNAS：细胞受力学刺激抗癌药物疗效下降

　　机械力量始终存在于人体内，人体细胞对其周围组织非常敏感，并根据周围环境而发生相应的变化。肿瘤细胞也是如此，常常根据周围的机械力量而改变自身功能。本周发表于PNAS上的研究揭示了当肿瘤治疗与其静态生长相矛盾时结合机械力学研究的必要性。

　　美国赖斯大学以及德克萨斯大学MD安德森癌症中心的研究人员研发出一种骨骼肿瘤生长模型。将肿瘤细胞放置在三维支架中，并使其受力，不断推动拉伸使其遍布全身，基于该模型研究人员可以更好地预测抗癌药物的疗效。

　　细胞受力学刺激，抗癌药物疗效下降

　　该研究团队专门从事组织工程学以及再生医学材料与策略的研究。他们研发出了一种泡沫状材料作为细胞支架，使细胞在其中生长成为新组织。该材料给莱斯大学生物科学的骨骼恶性肿瘤的研究带来新的进展。

　　研究人员将肉瘤细胞放置于多孔生物惰性支架中，并将支架放到生物反应器中，模拟细胞的生长环境使其发展成为骨骼组织。通过改变生物反应器的流体粘度、流率和剪切应力等使细胞受到生物力学刺激。

　　10天后，研究人员发现生物反应器中稳定的流体使肉瘤细胞扩增并填满整个支架。与静态测试相比，高剪切应力有助于IGF-1的表达，同时降低了与癌症有关的另外两种蛋白（c-KIT和HER2）的表达水平。IGF-1的信号通路对目前的化疗起抵抗作用，是肉瘤赖以生存的条件。

　　研究人员还发现，调整生物反应器的参数还可影响细胞对Dalotuzumab药物的敏感性，该药物扰乱IGF-1 通路。高剪切应力似乎降低了药物的功效，因为高剪切力提高了IGF-1的表达水平。

　　该研究首次揭示了细胞受力学刺激后改变药物的疗效，细胞受机械刺激越大，IGF-1的分泌越多。研究人员表示，该研究为癌症的研究树立了良好榜样，因为细胞在身体的不同部分受到的力学刺激不同，例如肺部细胞和骨骼细胞受到的力学刺激完全不同，但该研究给未来肿瘤治疗的研究提供了一个更现实的局部肿瘤模型。