癌细胞的转移会使癌症难以控制，对患者产生致命的危害。因此，癌转移一直是癌症研究的重中之重。

 

生物学家们曾经认为，癌细胞在机体中的扩散是一个漫无目的的缓慢过程，就像一个醉汉那样无法一直走直线，他们将这一过程称为随机游走（random walk）。不过Johns Hopkins大学的研究人员发现，这种随机游走模型只是癌细胞在二维平面（培养皿）上的运动方式，并不适用于机体内的三维空间。为此他们提出了一个新的计算模型，以便更好的展现细胞在3D环境中的迁移行为。

 

这项研究发表在美国国家科学院院刊PNAS杂志上，领导这项研究的是Johns Hopkins大学的Denis Wirtz教授。这篇文章非常重要，因为它的结论可以帮助研究癌症扩散的人们获得更为准确的结果。

 

Wirtz介绍道，这项研究强调了在三维环境中研究癌细胞的重要性。他的实验团队就在之前的研究中指出，细胞在2D和3D环境下存在行为差异，而这影响了癌症在机体内的迁移。

 

“从原发瘤脱离的癌细胞会寻找血管和淋巴结，以便转移到机体的其他器官，”Wirtz说。“长期以来，人们一直相信这些细胞通过随机游走到达血管。但我们在研究中发现，事实并非如此。我们看到这些细胞的运动更有方向性，其移动轨迹几乎呈直线。这种移动方式能让癌细胞更有效的到达血管，是癌细胞扩散的有效途径。”

 

他补充道，这一发现为那些研究癌转移的人们带来了关键性的启示。“这意味着，上述癌细胞离开结缔组织的时间比之前的预期更短，”Wirtz说。

 

Pei-Hsun Wu和Anjil Giri是这篇文章的共同第一作者。Wu介绍道，持续性随机游走模型（Persistent Random Walk）是根据细胞在培养皿中的运动建立的。这一模型现在也被用于3D细胞实验，但这样的结果是有问题的。

 

“因为该模型很简便，目前2D和3D实验都在使用它，”Wu说。“但这一模型实际上并不适合3D细胞研究。我们提出的新数学模型，不论在2D还是3D实验中都更加好用。”

 

“与2D平面上的移动相比，细胞在3D环境下的移动更具方向性，” Giri说。“不可预测的随机游走模型并不适用于3D环境。”

 

研究团队希望研究癌转移的其他科学家们，能够尽快将他们的数学模型利用起来。尽管这项研究中使用的是纤维肉瘤癌细胞，不过研究人员指出新模型也可以用来研究其他类型的细胞。例如，人们可以在新模型的基础上，理解机体内那些对抗感染和加速伤口愈合的细胞。