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胰腺

胰腺是一個重要的器官，位於我們的胃後方，在消化中起着關鍵作用。胰腺雖小，但作用非凡，它是人體中重要的器官之一。因為它是一個有外分泌功能的腺體，它的生理作用和病理變化都與生命息息相關。

胰腺「隱居」在腹膜後，這樣一來，其知名度遠不如胃、十二指腸、肝、膽，但胰腺分泌的胰液中的消化酶在食物消化過程中起着「主角」的作用，特別是對脂肪的消化。外分泌主要成分是胰液，內含鹼性的碳酸氫鹽和各種消化酶，其主要功能是中和胃酸，消化糖、蛋白質和脂肪。

研究胰腺癌的起源

胰腺依靠一個連接其他消化器官的導管網絡，最常見的胰腺癌是在導管中發現的。然而，到目前為止，僅能看到這些導管癌的二維切片，其中包含各種無法解釋的異常形狀。

在一项新的研究中，为了研究胰腺癌的起源，英国弗朗西斯克里克研究所的Hendrik Messal博士及其团队开发出一种新型方法，从而在三维水平下分析癌症活组织样本。这种技术揭示出胰腺癌是在胰腺导管壁中产生的，而且依赖于胰腺导管的尺寸，向内或向外生长。这就解释了几十年来人们在胰腺癌的二维切片中观察到的神秘形状差异。他們的研究結果發表在Nature雜誌上。這項工作獲得了歐洲研究理事會和英國癌症研究所、醫學研究理事會和Wellcome的核心基金支持。

「為了研究胰腺癌的起源，我們花了六年時間開發了一種新方法來分析胰腺癌的三維活檢。」該文章的共同第一作者，來自弗朗西斯•克里克研究所的Hendrik Messal博士說，「這項技術揭示了癌細胞在導管壁中生長，並根據導管的大小向內或向外生長。這就解釋了幾十年來我們在二維切片中看到的神秘形狀差異。」

通過對三維發展中的癌症進行分析，研究小組定義了兩種不同類型的癌症形成，起源於導管細胞：「內生的」腫瘤生長在導管中，「外生的」腫瘤生長在導管外。為了找出是什麼使癌細胞以特定的方式生長，他們分析了詳細的3D圖像，並與克里克研究所的生物物理學家合作，後者為此創造了精細的計算機模型。

「我們對導管進行了模擬，描述了單個細胞的幾何結構以了解組織形狀。」該文章的共同第一作者，生物物理學家Silvanus Alt博士說，「模型和實驗結果都證實，當導管直徑小於約20微米，約1毫米的五十分之一時，癌細胞會向外生長。」

在 Axel Behrens博士和Guillaume Salbreux博士領導下，克里克研究所兩個研究小組跨學科合作。Axel的研究小組致力於幹細胞和胰腺癌，而Guillaume小組則專註於利用物理學來理解生物學過程。

「我想我們在單車棚里碰面的時候就開始討論這個問題了，」Axel說，「令人驚訝的是，我們現在擁有了一項專利技術，可以看到癌症的三維形態，以及對腫瘤的出現有了生物物理學理解。既然我們知道胰腺癌會以這兩種不同的方式發展，我們就可以開始關注某種胰腺癌是否更具侵略性或者關注它的不同擴散方式。許多年後，這可能導致診斷或治療方案的改進。」

影響和應用

研究小組還將這項技術應用於其他器官，發現肺部氣道和肝臟導管中的癌症也有同樣的表現。這表明研究小組發現的機制並不是針對胰腺的，也適用於其他癌症。

「數據和我們的模型都表明，腫瘤生長的兩種不同機制完全取決於系統固有的物理特性，」Guillaume Salbreux博士解釋說，「像大多數癌症一樣，導管胰腺癌從一個缺陷細胞開始分裂。我們發現，當只有少數細胞時，腫瘤很快就開始向里或向外生長，這取決於導管直徑。定義這一基本過程將有助於我們更好地了解癌症是如何在身體的許多地方生長的。」

英國癌症研究專家，Andrew Biankin教授說：「這項技術突破有可能解開許多尚未解答的問題，這些問題對我們如何理解和治療胰腺癌具有重要意義。至關重要的是，我們要更好地了解這些癌症在早期的表現，以幫助開發一種治療方法針對生存率一直很低的疾病。」

原文檢索：Tissue curvature and apicobasal mechanical tension imbalance instruct cancer morphogenesis

（生物通：伍松）