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细胞迁移|没大脑的细菌和癌细胞 凭什么走出曲折复杂的迷宫( 二 )


研究迷宫的走法或许会有所启发 。 据记载 ， 迷宫的走法规则有3条：进入迷宫后 ， 可以任选一条道路往前走；如果遇到走不通的死胡同 ， 就马上返回 ， 并在该路口做个记号；如果遇到了叉路口 ， 观察一下是否还有没有走过的通道 ， 有就任选一条通道往前走 ， 没有就顺着原路返回上一个叉路口 ， 并做个记号 。 然后就重复第二条和第三条所说的走法 ， 直到找到出口为止 。
很显然 ， 根据这样的法则 ， 走迷宫不需要思考 ， 只需要记号 。 而营养物的浓度梯度是细菌和癌细胞最好的记号 。
死胡同意味着营养物质会消耗殆尽 ， 其他细胞也就不会再来 ， 而岔路如果最终导向死胡同 ， 也会造成细胞的往返 ， 最终比顺畅的路消耗更多的营养 。 朱宝利解释 。
从创新性而言 ， 整个研究发明了能够观测和计算整个过程的方法 ， 利用自生梯度的计算和数学模型来预测迷宫中细胞的寻路能力 ， 并用迷宫中的实际细胞来测试结果 。
走出迷宫意义何在？ 为了解癌细胞转移等问题提供了新窗口
在发育和转移过程中 ， 细胞迁移通常由趋化性引导 ， 即细胞会根据某些化学物质的浓度梯度 ， 从低浓度向高浓度区域迁移 。 但人们往往关注环境中的趋化作用 ， 事实上很多时候环境梯度不能引导细胞越过复杂的环境迁移到很远的地方 。
而这项研究证实 ， 自生梯度可以为细菌和细胞在长而曲折的路径上导航 ， 并在活路和死胡同之间做出准确的选择 ， 这使得细胞能够有效地解决复杂的迷宫问题 。
研究者们还用数学的方式做了精确描述 ， 找到了细胞寻找活路的准确性与引诱剂扩散率、细胞速度、路径复杂度的关系 ， 并能预测其成功率 。
这项结果对于生物医学有着十分重要的价值 ， 比如它为了解哺乳动物胚胎发育的早期过程 ， 以及癌细胞的转移提供了新的研究窗口 。
或许你还在为细菌和癌细胞会走迷宫的技能感到惊奇 。 但从进化的角度来看 ， 无论是微生物还是癌细胞 ， 它们已经在地球上生存许久 ， 年轻的人类现在可能仅仅只是在这些古老生物创造的迷宫门口徘徊 。
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发现癌细胞与原始细胞很像的证据
一直以来 ， 癌症细胞一直是人类棘手的对头 ， 也是医学研究最多的对象 。
过去的一些研究给出了癌细胞与原始细胞很像的一些证据 。 比如 ， 病毒、有害菌、有害化学物侵入之后 ， 潜入细胞生命活动打击细胞 ， 而原始细胞会用休眠应对危害 ， 当这些危害自然衰退后 ， 再启动生命活动 。 这种卧薪尝胆、伺机再战的特性也被发现在一些癌症细胞中存在 。
值得一提的是 ， 这个研究给癌细胞与原始细胞很像找到了更确凿的证据 。 该研究证实 ， 癌细胞与原始细胞都能远距离移动 ， 并且移动原理也一样 。
此外 ， 香港中文大学医学院教授于君团队近期在胃癌组织中发现了细菌 ， 并且观测到了坏细菌的增多 。
国外科学家最近也在癌症组织中发现了细菌 ， 但现在说不清楚细菌是怎么来的 ， 是细菌引起的癌症还是免疫系统出现漏洞后 ， 它们乘虚而入的 。 朱宝利说 ， 也可能是其他的原因 。


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