肿瘤如何改变血管

生长的肿瘤中越来越密集的细胞簇将血管转化为纤维填充的通道。正如苏黎世联邦理工学院和斯特拉斯堡大学的研究人员的研究结果所表明的那样，这会使免疫细胞的效率降低。

小鼠乳腺肿瘤的组织切片：基质通道（绿色）正在分割肿瘤组织（蓝色）并为免疫细胞（红色）形成壁龛，因此免疫细胞无法到达并杀死肿瘤细胞。

大约十年前，研究人员首次观察到发生在不同癌症（包括结直肠癌、乳腺癌和黑色素瘤）中的肿瘤显示出从细胞簇表面通向内部的通道。但是这些通道是如何形成的，以及它们执行什么功能，长期以来一直是个谜。

详尽的实验

通过一系列精心设计和详细的实验，由苏黎世联邦理工学院应用力学生物学教授 Viola Vogel 和斯特拉斯堡大学的 Gertraud Orend 领导的研究小组找到了这些问题的可能答案。有大量证据表明，这些被研究人员称为肿瘤轨迹的通道曾经是血管。

这些血管首先为快速生长的细胞群提供葡萄糖和氧气。但随后血管经历了一个过程，剥夺了它们原有的运输血液功能：血管壁发生变化，血管腔逐渐被填满。

当纤维控制免疫细胞的行为时

这种填充材料主要由细胞和新形成的蛋白质纤维组成，它们构成了所谓的细胞外基质。在这里发现了胶原纤维和纤连蛋白纤维。后者在主要发生在胚胎发育或伤口愈合期间的生长过程中发挥作用。在他们的文章中，研究人员表明肿瘤轨道内的纤维能够捕获免疫细胞。

肿瘤血管 (l.) 和从这种血管中出现的基质通道的示意图。

当发生这种情况时，免疫细胞会沿着通道伸展并粘附在松散的纤连蛋白纤维上。“在这种细长的形式中，免疫细胞从抗击疾病转变为支持愈合过程，”沃格尔说。它们不攻击肿瘤细胞，而是分泌刺激生长的分子，从而帮助癌细胞繁殖。

组织张力以前未知的作用

很明显，细胞外基质纤维的张力在肿瘤发展中起着关键且以前未知的作用：在健康组织中，纤连蛋白纤维被拉得非常紧；它们仅在肿瘤组织中松弛。在这种更松散、更放松的形式中，被变形的血管壁包围，纤连蛋白纤维显然创造了一个凹槽，癌细胞可以在其中不受干扰地生长。

沃格尔说，癌症研究的主要焦点一直放在细胞上：“细胞外基质经常被忽视。” 这就是为什么细胞与其环境之间的串扰仍然是个谜。“但如果你想了解蜘蛛的行为，你还必须查看它的网，”她说。

研究患者的组织样本

因此，Vogel 也将这些新发现视为扩大她的研究重点并更好地了解大局的理由。“我们越了解微环境如何控制肿瘤细胞的增殖，我们就越有可能找到一种方法来阻止它们这样做，”她说。

然而，Vogel 确实警告将结果的含义转化为人类，因为它们是基于对患有乳腺癌的小鼠进行的实验。这些结果是否可以直接应用于人类癌症还有待观察。但确实有几个相似之处，正如 Orend 的外部小组最近所展示的那样。

与此同时，Vogel 的研究小组已经开始与 Kantonsspital Baden 合作开展后续项目：Vogel 的一名博士生正在研究从乳腺癌患者身上采集的组织样本是否也含有微量的转化血管。“我们很想知道在哪里可以找到相似之处，在哪里可以看到不同之处，”沃格尔说。