3D成像揭示胰腺癌是如何開始的

一項(xiàng)研究3D組織樣本的新技術(shù)揭示了胰腺癌可以以兩種不同的方式開始和發(fā)展，并解開了幾十年前腫瘤是如何形成的謎團(tuán)。

這種新方法可以幫助研究人員從組織活檢中獲得更多信息，并可能改善胰腺癌的治療。這項(xiàng)技術(shù)是由弗朗西斯克里克研究所的科學(xué)家開發(fā)的，結(jié)果發(fā)表在《自然》雜志上。這項(xiàng)工作得到了歐洲研究委員會和英國癌癥研究中心、醫(yī)學(xué)研究委員會和韋爾科姆的支持。

胰腺是位于胃后的重要器官，在消化過程中起著關(guān)鍵作用。它依賴于連接它和其他消化器官的管道網(wǎng)絡(luò)，最常見的胰腺癌就是在管道中發(fā)現(xiàn)的。然而，到目前為止，只能看到這些導(dǎo)管癌的2D切片，其中包含各種無法解釋的異常形狀。

“為了研究胰腺癌的起源，我們花了六年時間開發(fā)了一種分析三維癌癥活檢組織的新方法，”該研究論文的合著者、弗朗西斯克里克研究所的亨德里克梅薩爾博士解釋說?！斑@項(xiàng)技術(shù)揭示了癌癥在管壁中發(fā)展，并根據(jù)管道的大小向內(nèi)或向外生長。這解釋了幾十年來我們在2D切片中看到的神秘形狀差異?！?

通過在3D中分析正在發(fā)展的癌癥，研究小組定義了兩種不同類型的癌癥形成，它們起源于血管元素：“內(nèi)源性”腫瘤，其生長成導(dǎo)管性腫瘤，以及“外源性”腫瘤，其向外生長。為了找出癌細(xì)胞以特定方式生長的原因，他們分析了詳細(xì)的3D圖像，并與克里克生物物理學(xué)家合作創(chuàng)建了復(fù)雜的計(jì)算機(jī)模型。

“我們模擬了管道，并描述了單個細(xì)胞的幾何形狀，以了解組織形狀，”生物物理學(xué)家、這篇論文的合著者Silvanus Alt博士解釋道。“模型和實(shí)驗(yàn)結(jié)果都證實(shí)，當(dāng)導(dǎo)管直徑小于約20微米，也就是約五十分之一毫米時，癌癥就會向外生長?！?

由阿克塞爾伯倫斯博士和紀(jì)堯姆薩爾布雷博士領(lǐng)導(dǎo)的克里克的兩個研究小組之間的跨學(xué)科合作使這項(xiàng)工作成為可能。阿克塞爾的團(tuán)隊(duì)研究干細(xì)胞和胰腺癌，而紀(jì)堯姆專注于用物理學(xué)來理解生物過程。

阿克塞爾說：“當(dāng)我們在自行車棚見面時，我認(rèn)為我們應(yīng)該首先討論這個問題?！耙馔獍l(fā)生的事情讓我很驚訝。我們現(xiàn)在擁有專利技術(shù)，可以看到癌癥的三維形狀和對腫瘤外觀的生物物理了解。既然我們知道胰腺癌可以以這兩種不同的方式發(fā)展，我們就可以開始研究一個人是否可能更具攻擊性或以不同的方式擴(kuò)散。多年來，這可能會改善診斷或治療計(jì)劃?！?

該團(tuán)隊(duì)還將該技術(shù)應(yīng)用于其他器官，發(fā)現(xiàn)肝氣道和肝管中的癌癥表現(xiàn)相同。

“數(shù)據(jù)和我們的模型都表明，腫瘤生長的兩種不同機(jī)制完全依賴于系統(tǒng)的先天物理學(xué)，”Guillaume Salbreux博士解釋說?！跋翊蠖鄶?shù)癌癥一樣，導(dǎo)管胰腺癌始于開始分裂的缺陷細(xì)胞。我們很快發(fā)現(xiàn)，當(dāng)只有少數(shù)細(xì)胞時，腫瘤已經(jīng)開始向內(nèi)或向外生長，這取決于導(dǎo)管的直徑。定義這一基本過程將有助于我們更好地了解癌癥在身體許多部位的生長情況?！?

英國癌癥研究中心(Cancer Research UK)的胰腺癌專家安德魯卞金(Andrew Biankin)教授表示：“這項(xiàng)技術(shù)突破有可能解決許多尚未解決的問題，這對我們理解和治療胰腺癌具有重要意義。我們必須從早期更好地掌握這些癌癥的表現(xiàn)。為了幫助發(fā)展和治療疾病，存活率仍然很低?！?

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