膠質母細胞瘤（GBM）是成人中最常見，最具侵略性的惡性腦腫瘤，且預后較差。70%～80%患者病程在3~6個月，病程超過1年者僅10%。GBM為何如此快速猛烈地增長，其原因尚不清楚。

近日，研究人員通過觀察腫瘤的流動性，為GBM的浸潤行為提供了一個簡單有趣的解釋。他們使用流動性來量化體內磁共振彈性成像（MRE）所測量的生物組織的粘性表現(xiàn)。結果顯示了神經(jīng)腫瘤的異常性，其流動性隨著水含量的增加而降低。該研究結果發(fā)表在《PNAS》雜志上。

https://doi.org/10.1073/pnas.1913511116

生物組織具有機械特性，其固體或流體行為會影響惡性腫瘤的擴散。眾所周知，實體瘤往往具有較高的機械強度，使其可以主動侵入并擴散到周圍健康的實體組織中，但是如何在更堅硬的環(huán)境（例如大腦）中生長出較軟的腫瘤，卻是未知的。

為了了解這種組織流動性的“意外行為”，研究人員使用MRE來研究3種類型的模擬材料，分別是瓊脂糖、肝素和豆腐，它們與水結合的方式各不相同。瓊脂糖和肝素是水合多糖，而豆腐則是由大豆蛋白組成，它們主要通過疏水相互作用相聚集。這三種材料在稀釋后其機械流動性會發(fā)生不同的變化，從而為神經(jīng)瘤在體內流動性的定量解釋提供參考。

瓊脂糖、肝素和豆腐與不同量的水混合后的MRE。（A）由于水含量不同而導致的流動狀態(tài)不同時，復合剪切模量的幅值（jG * j）和復合剪切模量的相角（φ）圖;（B）三種模擬材料在干燥固體部分上的大小剪切模量（jG * j）和相角（φ）的變化。

腦瘤的體內MRE。（A）GBM和MEN中的兩個代表性案例（B）腫瘤流動度φ與腫瘤內游離水的相對量（jS * j）的相關性的定量分析

流動度φ在腦腫瘤中的異常行為（在較低水分含量下流動性更高）與在豆腐中的觀察結果類似。侵襲性GBM具有更高的水含量，但同時表現(xiàn)得像固體；與腦組織相比，水含量少的良性腦膜瘤（MENs）具有類似液體的表現(xiàn)。這表明流動性對于腫瘤的侵襲性和浸潤潛能起著重要作用。

此次研究使用模擬組織模型發(fā)現(xiàn)了神經(jīng)腫瘤的異常流動性，這種異常性使得GBM在物理層面上可以穿透周圍組織。因此，流動性在未來可能成為癌癥研究的重要目標，并為癌癥的診斷和治療開辟嶄新的前景。

參考資料：

[1] How tissue fluidity influences brain tumor progression