所有的癌症都是细胞失控繁殖的结果，细胞失控繁殖并超出正常范围。但是，并非所有的肿瘤都是相同的：由于人们仍不太了解的原因，某些肿瘤更有可能变得侵袭性并转移到身体的其他部位。

新研究突出了一个长期被忽视的方面，即某些肿瘤如何以及为什么变得比其他肿瘤更危险。洛克菲勒公司的伊莱恩·福克斯(Elaine Fuchs)领导的一个研究小组发现，围绕恶变前肿瘤细胞的组织元件的机械特性有力地影响着两种最常见形式的皮肤癌的发展，从而使一种变得更具侵略性和侵袭性。

最近发表在《自然》杂志上的这项研究最终可能会帮助临床医生预测特定肿瘤的发展过程，并可能导致新的抗癌治疗。

没那么简单

研究人员专注于两种类型的肿瘤，它们起源于皮肤的干细胞，称为表皮干细胞：基底细胞癌和鳞状细胞癌，后者比其他癌更具侵略性和危险性。两种类型的肿瘤也具有高度独特的结构和外观：基底细胞癌起源于芽状细胞簇，而鳞状细胞癌则始于皮肤组织的微小褶皱。

在Elaine Fuchs实验室的博士后研究员Vince Fiore的带领下，研究小组在两组不同的基因工程小鼠中诱发了每种类型的肿瘤，然后测量了它们的物理特性以及周围组织的物理特性。他们与普林斯顿大学的研究人员合作，还建立了表皮的计算机模型，可以精确地模拟肿瘤的产生方式并获得其特征形状。

先前的研究表明，在简单的单层组织(如在肠道中发现的组织)中，肿瘤的发展和形状变化主要是由于癌细胞的快速增殖及其随着细胞相互推拉而产生的作用。但是研究小组的计算机模拟表明，这些因素无法产生在表皮等更复杂的多层组织中形成的基底和鳞状细胞癌的独特形状和结构，这一点已通过对小鼠的实验得到证实。

因此，研究小组着手寻找实际上可能产生两种不同肿瘤类型的其他罪魁祸首。

一块岩石和一个困难的地方

通过分析两种类型肿瘤之间基因表达的差异，Fiore和他的同事们发现了一组在设定基底膜的物理特性中起关键作用的基因，基底膜是由干细胞分泌的一层薄而紧密的相互缠绕的蛋白质表皮及其发展中的肿瘤。Fiore解释说：“基底膜是一种将肿瘤与周围组织分开的地板。”

计算机建模预测，软化基底膜或增加基底膜的组装速率将产生基底细胞癌的特征。另一方面，使膜变硬或减慢其组装速度将导致与鳞状细胞癌相关的折叠。

为了检验这些预测，研究人员操纵了实验动物中基因的表达，以各种方式改变了基膜的硬度和组装速率。该模拟证明是正确的：改变基膜的机械性能实际上确实会影响基底和鳞状细胞癌的形状和行为。

菲奥雷说：“在每种情况下，我们所预期的都会发生。”

进一步的实验表明，基底细胞癌和鳞状细胞癌不仅仅由它们脚下地板的物理特性决定。它们的结构和行为还受到其头顶屋顶的刚度的影响：位于它们上方的所谓的上基底细胞层。

鳞状细胞癌的特点是相对刚性的基底层的屋顶，使其更有可能的是，肿瘤最终会通过地下室突破膜地板，逃进皮肤深层，以及整个身体最终蔓延。基底细胞上层的刚性较弱的基底细胞癌更有可能保留下来，使其更加良性。

洛克菲勒(Reefcca C. Lancefield)教授福克斯(Fuchs)说：“由于表皮干细胞既能形成基底膜又能覆盖上层上皮细胞，所以它们能控制组织的结构。” “但是，由于干细胞获得了诱导癌症的突变，改变了它们的基因表达程序，它们开始失去对保持组织健康所需的机械性能的控制。”

通过鉴定一些影响肿瘤发展的基因，该研究有一天可以帮助临床医生预测特定肿瘤是否可能变得危险地具有侵略性，并为可能阻止该疾病发生的药物提供靶标。

Fiore说：“牢记这些原则，您可以开始了解肿瘤是如何变成恶性的，然后使用这些知识进行风险评估或开发新疗法。”