癌細胞轉移是指癌細胞從原發性腫瘤擴散到不同的身體部位，是癌症發展中最致命的階段。當癌細胞脫離原發性腫瘤並進入血液或淋巴系統時，它們就可以轉移到身體各個地方，在新的擴散組織中增生從而形成繼發性腫瘤。百分之九十的癌症死亡個案就是由癌細胞轉移導致。
癌細胞在轉移過程中會主動與周圍的微環境互動，而這種作用機制尚未被闡明，這使得轉移癌細胞如何應對繼發組織中的新環境成為癌症研究中的一個關鍵問題。最近，香港科技大學(科大)的研究人員及其國際合作者發現了一種轉移性癌細胞在不同硬度基質上的新回應和適應機制，這一研究結果將有助於開發用於轉移性癌細胞的診斷工具和癌症治療。
這項研究結果已在2020年9月18日的《物理化學快報》上發表。
在這項研究中，由科大物理系和生命科學部助理教授朴孝根帶領的研究團隊採用聚丙烯酰胺（PAA）基質模擬了從腦到骨骼的各種組織的硬度，並利用先進的螢光共振能量轉移成像技術和朴教授的研究團隊組建的磁鑷平臺對單個轉移性乳腺癌細胞（MDA-MB-231）對不同硬度的回應和適應機制進行了研究。
透過使用單分子張力感測器，研究團隊發現轉移性乳腺癌細胞在不同硬度基質上會改變其黏附斑內的張力以適應新的環境，而正常的乳腺癌細胞（MCF-10A）則維持相似的張力。他們還使用磁鑷測量了單個轉移性乳腺癌細胞的黏彈性，並發現轉移性乳腺癌細胞在更堅硬的基質上變得更具彈性，而正常乳腺細胞在不同硬度的基質上的黏彈性仍保持基本不變。這些結果均表明轉移性乳腺癌細胞具有更強的適應不同組織環境的能力。
朴教授說：「轉移性癌細胞如何遷移到不用硬度的組織並增生是癌症研究中的關鍵問題。透過使用硬度從1kPa（類似大腦）到50GPa（類似骨骼）的基質，我們的研究解釋了轉移性乳腺癌細胞在不同物理環境硬度裡如何增生。此外，我們發現轉移性癌細胞會根據物理環境改變其黏彈性以適應新的物理環境並生存下來。這項研究在癌症物理學和力學生物學上取得了重要成就。這些發現將有助於開發用於轉移性癌細胞的診斷工具，並最終用於癌症的治療。」
這項研究是與萊斯大學的江慶華教授、深圳先進技術研究院的儲軍教授和科大物理系的徐崑翠教授合作完成的。
研究團隊計劃開發一種癌症診斷試劑盒，利用此研究發現的機制來測量處於不同硬度狀態的潛在癌細胞的張力，這將比現有基於聚合酶連鎖反應技術的轉移性癌細胞診斷更加方便和易用。這種機制還可以用於開發針對轉移性癌症的藥物篩選測試，以瞭解轉移性癌細胞的黏附斑和黏彈性如何對不同的藥物作出反應，並找到最有效的藥物。」
