癌细胞的 "电子语言"可能泄露了肿瘤生长的秘密

通过使用机器学习和尖端显微镜，科学家们发现了他们认为是癌细胞之间的一种新的交流形式。这一发现被描述为一种"电子语言"，可能是同一肿瘤内的细胞共同协调生长方式的关键，并表明打破这些通信可能提供治疗疾病的新方法。

正常乳腺上皮细胞染色后的线粒体（绿色）、微管（红色）和DNA（蓝色）

已知电活动的转变发生在人体的各种细胞中，例如那些促进血液流动的心脏细胞和协调大脑许多功能的神经元。众所周知，当细胞变成癌症时也会发生电学变化，周围的细胞膜会带上更多正电荷，从而促进其扩散。这项新研究的作者能够调整这种电活动以收集一些迷人的新见解。

研究报告的共同作者穆斯塔法-贾姆古兹（Mustafa Djamgoz）说："在身体的所有细胞中，我们通常将'可兴奋的'大脑或心脏细胞与电活动联系起来。我们的研究表明，在癌细胞之间有一个隐藏的电信号网络，它可能在癌细胞行为中发挥关键作用，包括彼此之间的交流和肿瘤内的其他细胞。我们已经知道，作为癌症死亡的主要原因，癌症的扩散是由电活动促进的。"

这项工作由伦敦帝国学院和癌症研究所的科学家领导，他们使用了一种最初设计用于观察脑细胞电活动的显微镜。这台显微镜被用于实验室中的乳腺癌细胞，令他们惊讶的是，科学家们发现膜电压不仅仅是提高了，它似乎随着时间的推移而波动，就像它在神经元中一样。

利用机器学习，该团队对信号进行了定性，并将其分为四类，如噪音、眨眼和挥手。然后，该团队使用一种药物阻断细胞赖以产生电信号的钠通道，这反过来又抑制了波动的电压。

共同主要作者克里斯-巴卡尔教授说："这是我们第一次能够观察到乳腺癌细胞内电活动的如此快速的波动，看起来乳腺癌细胞已经建立了一种电语言。我们仍然不知道这种语言有多复杂，但它可以让癌细胞跨越大距离传递关于附近的营养物质或敌对环境的信息，并最终促进肿瘤的生存。"

在另一轮实验中，科学家们利用健康细胞并在其中诱发了癌症，记录它们在两种状态下的电活动。一旦它们被癌症所影响，细胞膜再次显示出波动的电压，尽管这些电压在不同的癌症类型中有所不同。例如，更具侵略性的癌症表现出更频繁的波动。

"当健康细胞变成癌细胞时，它们所经历的变化可以帮助它们生长和扩散，"共同领导作者Amanda Foust博士说。"例如，我们知道，某些控制细胞繁殖的基因可以关闭，导致细胞不受控制的生长。我们还不知道为什么膜的电压会在癌细胞中波动--但是我们的发现和技术，在工程师和生物学家令人兴奋的合作下，为进一步的工作打开了大门，可以帮助我们更好地了解癌症信号网络和生长。"

科学家们现在正在努力揭开这些波动的电压与癌细胞行为方式之间的联系。某些形式的电活动是否与癌细胞的繁殖相关，或者某些模式是否预示着它是时候溜走并攻击身体的其他部分？如果可以建立这些类型的联系，科学家可能能够以一种方式切断通信，以不同的方式防止疾病的发展。

"如果你能阻止癌细胞相互沟通，它们可能变得更容易治疗，"巴卡尔说。"这与战争没有什么区别。如果你能阻止指挥官向前线的士兵传递信息，战斗就会变得更容易赢得。"

这项研究发表在《通信生物学》杂志上。

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https://www.icr.ac.uk/news-archive/scientists-uncover-potential-electrical-language-of-cancer-cells

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