近日，《自然通讯》期刊发布了一项重磅研究，揭示了癌细胞如何利用其周围环境的变化，改变自身形态并突破肿瘤边界扩散。该研究历时近十年，由伦敦癌症研究所的维多利亚·桑兹·莫雷诺教授（前为金斯学院）及英国伦敦女王玛丽大学巴特癌症研究所（BCI-QMUL）团队共同完成。此次发现为抗癌治疗开辟了新方向，或能在癌症扩散前进行有效干预。
肿瘤是通过称为细胞外基质（ECM）的结构联系在一起的，类似建筑工地上的脚手架，为肿瘤提供支撑。研究团队发现，癌细胞通过利用这一脚手架结构的布局，作为“路线图”逃离肿瘤。他们发现，细胞外基质的变化能够触发癌细胞内部的变化，改变其形态并增强其在体内转移的能力。
这一突破意味着，原本可能转移的侵袭性肿瘤，现在能够在早期阶段被更容易识别，从而使临床医生能够尽早调整治疗方案。相关药物也在研发中，旨在靶向细胞外基质的布局，以及驱动这些细胞形态变化的基因，这或许能在癌症逃逸肿瘤并扩散之前，将其阻止。
研究团队在伦敦癌症研究所的Breast Cancer Now Toby Robins研究中心进行研究，分析了99名黑色素瘤和乳腺癌患者的肿瘤组织样本。研究人员发现，肿瘤的细胞外基质在肿瘤的不同区域布局有所不同。就像建筑脚手架由许多组件构成，包括杆状纤维，在肿瘤中心，这些纤维分布稀疏且无序，而在肿瘤边缘则排列得更加紧密和坚固。
在肿瘤的最外层，纤维的方向指向远离肿瘤的方向，形成了癌细胞逃逸的“轨道”。在肿瘤边缘，癌细胞呈现出更为圆形的形态，这种形态与细胞的侵袭性和转移能力密切相关。
研究团队进一步测试了肿瘤边缘环境是否能使癌细胞变得更具侵袭性。他们在实验模型中模拟了这些条件，并将黑色素瘤癌细胞注射到小鼠体内。结果发现，在这些环境下生长的癌细胞更容易扩散到肺部并发生转移，而与对照组的癌细胞相比，生长在无序纤维环境中的癌细胞则不易扩散。
此外，研究人员还发现，来自肿瘤不同区域的细胞在基因表达上存在差异。肿瘤边缘的细胞具有更多与细胞迁移、细胞形态圆化以及炎症相关的基因，这些基因使得细胞更加具有侵袭性并提高其存活能力。
研究还揭示，边缘区域的细胞外基质中，与组织结构重排相关的酶类基因表达增加，癌细胞通过破坏周围环境帮助自己逃逸肿瘤。
研究团队还将这些发现与14种不同类型的癌症患者样本进行了比较，包括黑色素瘤、乳腺癌、胰腺癌、肺癌和恶性脑肿瘤等。结果表明，这些基因的高表达与患者较短的生存期密切相关。
这些发现为新型抗癌治疗方案的研发提供了新的思路。例如，靶向赖氨酸氧化酶（LOX）的药物正在为其他疾病进行临床试验，这些药物通过靶向这种在肿瘤边缘区域较为丰富的酶来稳定细胞外基质，有望阻止癌细胞突破肿瘤边界。伦敦癌症研究所此前的研究也表明，靶向LOX酶可以成为癌症治疗的新策略。
“我们的研究揭示了癌细胞突破肿瘤的路线图，使其能够在体内形成继发性肿瘤。现在我们理解了这一路线图，就可以着手靶向其中的不同环节，阻止癌症扩散，”维多利亚·桑兹·莫雷诺教授表示。
“肿瘤周围结构中的纤维密度逐渐增加，并且像路径一样布置，在肿瘤边缘尤为明显。未来的研究应该探索如何靶向这一结构，阻止癌细胞逃逸并沿着这条路径扩散。我们还可能发现，靶向这些致密的纤维结构能够使其他药物更容易到达癌细胞，从而提高治疗效果。”
参考文献：Oscar Maiques et al, Matrix mechano-sensing at the invasive front induces a cytoskeletal and transcriptional memory supporting metastasis, Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-56299-7
