Nature子刊：超越现代物理法则的“生命”力量

恶性肿瘤的特点是可以在周围传播。为了做到这一点，肿瘤细胞粘附于周围组织（主要是胶原蛋白），并用力推进。《Nature Physics》今天发表了一篇由Catalonia 生物工程研究所和Barcelona大学生物医学系领导的研究报告，Xavier Trepat等人指出，肿瘤细胞用于扩散的力与细胞运动之间的关系超出了当前物理学法则。

突发奇想的研究人员将乳腺肿瘤细胞放在富含胶原蛋白的表面，然后再用Trepat团队新开发的技术测量细胞扩张过程中使用的物理力，迄今为止还没有人这么做过。

研究人员发现，肿瘤的扩散依赖于力与力之间的竞争：细胞相互粘附在一起，同时，它们也吸附环境介质（胶原蛋白）试图逃脱。根据两方力量优势，肿瘤得以维持球形或完全铺展开来。

“这个过程类似你把一滴水滴在表面上，”IBEC研究员Carlos Pérez说。“在一些表面，例如砖块什么的，水会完全扩散，在另一些表面，例如防雨布，水滴会保持球形。”

尽管肿瘤和液体有相似之处，但是，这两种现象的物理学却截然不同。“表面润湿是我们理解经典物理学的核心问题，肿瘤似乎遵循着非常不同的规律，”文章合著者、住院实习医生Ricard Alert说道。不像被动流体，细胞可以自行生产力，并且自我移动。生物组织是“活的”流体，特别是肿瘤，更是活液滴。研究人员将肿瘤在表面上扩展的新物理法则称为“主动润湿（active wetting）”。

当我们思考物质的状态时间，我们通常会想到固体、液体或气体。这项研究结果指出，活细胞并不适合这个物理定律，它们倾向于表现为另一种物质状态，我们称之为“活性物质（active matter）”，Jaume Casademunt说。当肿瘤形成时，细胞积累突变，并改变其力学性质。一般来说，肿瘤细胞逐渐失去内部结合力，增加与环境结合力。在肿瘤生长过程中，内部环境也发生变化，例如胶原产量增加、硬度增加等。“我们的实验显示，这些变化足以破坏力的平衡，导致细胞四处扩散，”Xavier Trepat说。

这些发现显示了物理力学在肿瘤转移研究中的重要性，打开了一扇治疗之窗。