一個反直覺的事實
在一池清澈的水裡和一池黏稠的油裡游泳，哪個會比較快？按常理推測，
黏度
（即流動阻力）
越高的液體中，阻力更大，而油的黏度比水大，因此它應該會導致我們的移動不那麼自如。
然而，這個常理似乎並不適用於
細胞
。
在我們的體內，細胞暴露在各種有著不同黏度的液體中，這些液體的黏度通常在0。77釐泊到8。0釐泊之間。
近半個世紀以來，越來越多科學家相信，人體體液的反常黏度可能與許多疾病相關。然而，迄今為止，大多數細胞生物學研究都主要是用與水
（約0。77釐泊）
類似的低黏度液體進行的。因此，一直以來，科學家並不甚瞭解高黏度的細胞外液對細胞的影響。
直覺上，我們可能會認為，高黏度液體中的阻力更大，從而會阻礙細胞的有效移動。然而，事實果真如此嗎？現在，一項於近期發表在《自然》雜誌上的新研究表明，以癌細胞來說，
包圍著細胞的細胞外液的黏度越高，癌細胞就越容易從原發性腫瘤轉移到身體的其他部位
。
關鍵的離子通道：TRPV4
細胞的移動要歸功於細胞骨架蛋白，其中，
肌動蛋白
是這些細胞骨架蛋白中的一種。肌動蛋白能聚合成長的細絲，在它們的幫助下，細胞能很好地維持自己的結構。
在這項新的研究中，研究人員發現，當肌動蛋白感受到更高的阻力時，它們的絲狀網路就會變得特別緻密。這時，位於細胞膜上的泵蛋白的活性就會增加，使
離子和水分子透過細胞
膜。當細胞感受到阻力和肌動蛋白的網路增長時，大量的水開始從外部流過細胞膜，導致
細胞腫脹
，
細胞膜拉伸
。
黏度感測途徑。（圖/Bera， K。 et al。/Nature （CC BY 4。0））
在細胞的導端，這種膜張力的增加激活了一個訊號通路，其中包括一個被稱為
TRPV4
的離子通道。它可以感知物理訊號，
對機械應力做出精確反應
。
當細胞開啟TRPV4通道時，各種離子可以透過，包括
鈣離子
。
鈣作為細胞內各種過程的訊號，對新陳代謝和馬達蛋白均有影響。因此，
由於鈣的流動，細胞在移動時，其產生力的能力也會增強，最終推動細胞移動得更快
。
換句話說，這就好像是在黏度較低的介質中，細胞認為沒有必要那麼“努力”，因此緩慢地爬行；但當黏度增加，細胞就開始“緊張”起來，“努力”地爬得更快。
高黏度記憶
此外，研究人員還發現，
細胞能夠“記住”它們近期周圍環境中的黏度
，因此即使黏度下降了，它們也會繼續快速移動。這就好比是細胞在高黏度的情況下去“健身房”進行過高強度訓練，使得它們擁有發達的“肌肉”
（肌動蛋白和肌球蛋白）
，效能更加優越，因此在遊動時可以更快地到達目的地。
這種“黏度記憶訓練”對正常細胞和惡性細胞都有效。在新研究中，研究人員聚焦的惡性細胞是那些從原發性腫瘤中分離出來，並開始在其他器官上定植的轉移細胞。如果這些細胞已經在高黏度的介質中待了一段時間，那麼當它們進入血液中時，其移動速度就會比那些在沒有經歷過黏度增加的液體的細胞更快。
科學家已經知道，隨著正常細胞和癌細胞分泌的大蛋白的降解，以及由於原發腫瘤的生長而導致的淋巴管引流受阻，細胞外液的黏度會隨之升高。新的結果表明，
透過干擾離子通道，或許就可以影響癌細胞的轉移速度
。
研究人員試著敲除了TPRV4通道。他們發現，這樣做之後，
細胞的快速移動便受到了阻斷，並且細胞在預先暴露於高黏度環境中形成記憶的能力也隨之消失
。
在實驗中，研究人員用3天大的斑馬魚胚胎作為模型，來證明“高黏度記憶”可以使細胞在活體血管中更快地移動。他們還用雞的胚胎和小鼠模型證明了，這種記憶可以透過一個被稱為
外滲
的過程，增強癌細胞向血管外的擴散，並導致出現更多的轉移群落。
目標：減緩癌細胞轉移
新研究揭示了一種促進癌細胞擴散的新機制，明確了細胞是如何感知並對健康的個體和患病的患者體內常見的液體黏度水平做出反應的。現在，許多正在進行的研究正試圖尋找能抗擊癌症轉移的新靶點，新的研究結果可以為這些研究帶來新的啟發。
接下來，研究人員還計劃繼續研究細胞外液黏度是否會影響其他生理相關的細胞過程。他們表示，如果可以在實驗室動物模型中，研究原發性腫瘤和從原發腫瘤擴散的癌細胞，以及在疾病進展和侵入組織微環境的過程中，細胞會如何對細胞外液黏度的區域性變化作出反應，將十分有意義，這或許能為攻克癌細胞轉移這一問題作出關鍵貢獻。
參考來源：
https：//www。hopkinsmedicine。org/news/newsroom/news-releases/extracellular-viscosity-linked-to-cancer-spread
https：//www。nature。com/articles/d41586-022-03328-w
https：//tekdeeps。com/in-a-viscous-environment-cells-crawl-faster/
https：//www。nature。com/articles/s41586-022-05394-6
封面圖/首圖：Dr。 Selma Serra via Johns Hopkins Medicine