2024年1月31日,斯坦福大学的研究人员在Nature期刊上发表了一篇题为Matrix viscoelasticity promotes liver cancer progression in the pre-cirrhotic liver的文章。
2型糖尿病是肝细胞癌(HCC)的主要危险因素。细胞外基质(ECM)力学特性的变化有助于癌症的发展,而在肝硬化条件下,增加的刚度已知会促进HCC的进展。2型糖尿病的特征是在ECM中积累了高级糖基化终产物(AGEs);然而,这在非肝硬化条件下如何影响HCC尚不清楚。
该研究发现在患者和动物模型中,AGEs促进了胶原结构的变化并增强了ECM的粘弹性,表现为更大的粘性耗散和更快的应力松弛,但刚度没有变化。高AGEs和粘弹性与致癌性β-连环蛋白信号相结合促进了HCC的诱导,而抑制AGE的产生、重组AGE清除受体AGER1或破坏AGE介导的胶原交联可以降低粘弹性和HCC的生长。基质分析和计算模型表明,AGE捆绑胶原基质的低互连性,以较短的纤维长度和更大的异质性为标志,增强了粘弹性。在机制上,动物研究和3D细胞培养显示,增强的粘弹性通过整合素-β1-tensin-1-YAP机械传导途径促进了HCC细胞的增殖和侵袭。这些结果揭示了AGE介导的结构变化增强了ECM的粘弹性,并且粘弹性可以在体内促进癌症进展,独立于刚度。