某些癌症的生长速度更快，扩散更加具有侵略性，并且对治疗的反应不如其他癌症有效。弗吉尼亚理工大学的研究人员正在揭示这些差异背后的惊人原因，包括异常癌细胞如何招募健康组织以支持肿瘤生长，以及为什么某些癌细胞的大小可能有助于预测其危险性。这些发现是经过多年的艰苦实验室工作得出的，包括对在小鼠中生长的肿瘤进行仔细检验。研究生梅根·斯威特在弗吉尼亚理工大学学习生物科学，她花费大量时间准备极薄的肿瘤组织切片。在一个冷却的金属室内工作时，她小心地将一个大约小拇指指甲大小的肿瘤对准锋利的切割刀片。“这全是关于微调和确保它会切成均匀的薄片，”学习生物科学的斯威特说道。当刀片通过组织移动时，会发出稳定的、有节奏的切割声。“这是最困难和最耗时的部分，”斯威特说。“但这也是一种冥想。”每一部分都被切得非常薄，以至于光可以透过它。斯威特小心翼翼地将精致的组织转移到一个玻璃载片上，选择性的细胞结构被染色，以便在强大的显微镜下更容易区分。这个过程包括反复的切割、染色、检查和比较样本。尽管这一过程非常繁琐，但这项工作正在帮助科学家拼凑出为什么某些肿瘤会变得比其他肿瘤危险得多的原因。弗吉尼亚理工大学团队发表的研究结果为癌症的发展和进程提供了新的见解。他们的研究发表于美国国家科学院院刊，更多的发现早在今年早些时候发表于《癌症研究》。 染色体错误如何促进癌症大多数健康的细胞在人类身体中是二倍体的，这意味着它们含有两套完整的染色体，一套来自每个父母。在正常情况下，这些细胞分裂产生新的细胞，具有相同的染色体排列。然而，有时在分裂过程中会出现问题，导致细胞中出现异常数量的染色体。当这些错误在后续细胞分裂中被传递时，它们可能会随着时间的推移而积累。这样的变化是癌症可以发展的方法之一。在过去五年中，斯威特和她的研究生同学马特·布鲁姆菲尔德与细胞生物学家丹尼拉·齐米尼合作，研究带有异常染色体数目的细胞，这是癌症的一种常见特征。为了研究这些异常的后果，齐米尼的团队操纵二倍体癌细胞，使它们在未完成细胞分裂的情况下复制染色体。结果是一种称为四倍体细胞的细胞，它包含四套完整的染色体，而不是通常的两套。这些细胞不限于实验室实验。四倍体细胞也可以在人体肿瘤的发展过程中出现，其存在与癌症进展和患者的较差结果相关。癌细胞招募健康细胞以促进肿瘤生长 科学家们早已认识到四倍体细胞能够使肿瘤更具侵略性。然而，尚不清楚它们究竟是如何促进癌症生长的。为了调查这一点，斯威特和布鲁姆菲尔德比较了由普通二倍体癌细胞发展而来的肿瘤与由四倍体癌细胞形成的肿瘤。实验产生了一个意想不到的结果。在小鼠中肿瘤发展时，四倍体细胞的比例实际上减少了。尽管数量下降，这些肿瘤仍然迅速扩展并达到相当大的尺寸。研究人员发现，四倍体癌细胞实际上是在鼓励招募间质细胞，间质细胞是非癌性的结缔组织细胞，帮助提供结构支持。这些额外的细胞似乎创造了一个有利于进一步肿瘤发展的环境。“即使是这些四倍体细胞的少量存在也可以促进额外的非癌性细胞的招募，从而支持进一步的肿瘤进展，”斯威特说。这一发现揭示了异常癌细胞促进肿瘤生长的一种以前未被认识的机制，即使它们只占肿瘤的很小一部分。小型癌细胞揭示了令人惊讶的危险 另一项调查揭示了四倍体细胞与癌症侵略性之间的另一个意外联系。布鲁姆菲尔德最初在研究四倍体细胞的物理特征。在从人类癌细胞生成四倍体细胞并建立由单个细胞衍生的菌落后，他注意到生成的细胞群并非全部大小相同。由于四倍体细胞含有两倍于通常的染色体组的数量，研究人员原本预计它们的大小约为二倍体细胞的两倍。然而，结果是，某些细胞比预期小25%至30%。