一项新的全国性多机构研究表明，能够从肿瘤中脱离并侵入其他器官的癌细胞比非恶性细胞更具攻击性和灵活性。这些细胞对环境施加更大的力量，可以更容易地在小空间内活动。

　　研究人员在该杂志上报告说，对转移性乳腺癌细胞与健康乳腺细胞的系统比较显示，这两种细胞系在力学、迁移、氧反应、蛋白质产生和粘附表面能力方面存在巨大差异。研究人员发现了细胞如何从非恶性转变为转移性的新见解，这一过程尚未得到很好的理解。

　　根据这项研究，由此产生的差异目录有朝一日可以帮助研究人员更早地发现癌细胞，有朝一日可以预防或治疗转移性癌症，转移性癌症占所有癌症死亡人数的90%。这项研究是由美国国家癌症研究所赞助的12个由联邦政府资助的物理科学肿瘤学中心(PS-OC)组成的网络进行的。PS-OC是物理和生物科学研究人员的合作，旨在更好地理解形成癌症出现和行为的物理和化学力量。

　　“通过汇集不同类型的实验专业知识来系统地比较转移性和非转移性细胞，我们已经提高了我们对转移如何发生的知识，”普林斯顿PS-OC的物理学教授和领导者罗伯特奥斯汀说，以及加利福尼亚大学旧金山分校的高级共同研究员西娅Tlsty。

　　奥斯汀说，例如，普林斯顿大学PS-OC的研究人员确定，转移细胞尽管比非恶性细胞移动得慢，但移动得更远、更直。研究人员研究了细胞在微小的细胞大小的腔室和通道中的行为，这些腔室和通道由硅蚀刻而成，旨在模仿人体内部的自然环境。

　　奥斯汀说:“这些转移细胞的移动性是它们突破坚韧的膜(细胞外基质)的能力的一个基本特征，这种膜是人体用来将肿瘤与身体其他部分隔离开来的。”“这些细胞本质上就是越狱者。”

　　奥斯汀说，这些微小的硅腔是利用普林斯顿大学在微加工技术方面的专业知识建造的，微加工技术通常用于制造集成电路和太阳能电池等小型技术，这是物理学家和工程师可以为癌症研究带来的专业知识的一个例子。在目前的研究中，普林斯顿大学的研究小组包括物理学研究生David Liao和Guillaume Lambert，以及博士后研究员Liyu Liu和Saurabh Vyawahare。他们与詹姆斯·斯特姆领导的一个研究小组密切合作，詹姆斯·斯特姆是普林斯顿大学威廉和埃德娜·麦卡里尔工程与应用科学教授，也是普林斯顿材料科学与技术研究所(PRISM)所长，该研究所进行了微加工。

　　普林斯顿PS-OC还包括约翰霍普金斯大学医学院、索尔克生物研究所和加州大学圣克鲁斯分校的合作者。

　　国家癌症研究所PS-OC项目经理Nastaran Zahir Kuhn表示，全国PS-OC项目旨在通过引入物理学、工程学、计算机科学和化学领域的研究人员，破解理解和治疗癌症的难题。

　　论文中其他值得注意的发现包括转移细胞比非转移细胞从低氧环境的应激中恢复得更快，这与先前的研究一致。尽管低氧环境确实杀死了许多转移性细胞，但存活的细胞却强劲地反弹，这强调了单个细胞在癌症扩散中的可能作用。该研究还观察了总蛋白产量，并检测了转移细胞中的蛋白质，这些蛋白质与恶性细胞入侵细胞外基质所需的移动性等物理特性相一致。

　　库恩说:“PS-OC项目旨在将物理科学工具和观点引入癌症研究。”“这项研究的结果证明了这种方法的实用性，特别是当研究从一开始就以标准化的方式进行时。”

　　在这个全国性的项目中，来自20个机构和实验室的近100名研究人员使用相同的两种细胞系、试剂和方案进行了实验，以确保结果可以进行比较。实验方法包括从物理测量细胞如何推动周围细胞到测量基因和蛋白质表达。

　　库恩说:“大约有20种技术被用于研究细胞系，从而确定了观察结果之间的一些独特关系。”

　　例如，一种被称为原子力显微镜的技术表明，转移细胞比非恶性细胞更柔软，而另一种不同的技术，牵引力显微镜，表明转移细胞对其周围环境施加更大的力，库恩说。综上所述，这两项发现可能表明，转移性细胞可以施加力量，粘附、迁移并重塑围绕肿瘤的坚韧的细胞外基质，同时保持足够的灵活性，可以挤过膜上的小空间。