电离辐射软化肿瘤细胞微环境

在所有癌症患者中，近一半会接受放射治疗，以抑制恶性细胞生长。不过，关于电离辐射如何影响细胞外基质（ECM），人们一直知之甚少。ECM由蛋白质以及包围细胞并在其形状、移动和信号功能中发挥重要作用的其他生物分子拼凑而成。一个美国范德堡大学研究团队试图揭秘放射如何改变这种微环境的力学性能。

该团队发现，电离辐射能减少所提取肿瘤ECM以及胶原纤维分离基质的刚度。他们的研究成果日前发表于美国物理联合会（AIP）出版集团所属《应用物理快报—生物工程》“癌症生物工程”特刊。该发现为将放射用于创建具有定制属性的基质奠定了基础，并且表明放射可能产生除扰乱细胞DNA以外的其他影响。

“我们想知道放射如何影响包围细胞的组织，尤其是如何改变基质的刚度。”论文作者之一Cynthia Reinhart-King表示，“肿瘤生长期间组织刚度的变化是可以感知的。例如，刚度就是你在乳腺自我检查中要寻找的东西。”

随着癌症细胞生长并且让身体功能变得日益失调，包围它们的生物分子网络开始更多地交联在一起，产生更厚、更硬的基质。这种更加坚硬的ECM对于癌症细胞在体内迁移、相互传递信号以及形成肿瘤非常重要。瞄准ECM刚度成为攻击癌症细胞的一种潜在工具。

红外光谱显示，放射并未分解单独的胶原纤维。胶原纤维是一种长且薄的结构蛋白质，充当了基质“脚手架”的作用。研究发现，放射会切断这些纤维之间的连接、让基质变松弛，并且减少其刚度。

Reinhart-King团队还发现，当坚硬的ECM被经放射软化的ECM替代时，肿瘤细胞不太可能扩散。悬浮在坚硬基质中的细胞更有可能穿过基质，达到血清梯度的另一边。这类似于转移的癌症细胞从肿瘤中挣脱出来的方式。

Reinhart-King表示，他们的发现或许使未来的分级辐射成为可能。和目前的大多数疗法相比，分级辐射是一种利用低辐射强度的长期治疗。其中，特别重要的一点是判定变软能否减少附近血管渗漏并且改善药物传输。