近日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)工程科學(xué)學(xué)院青年千人計劃姜洪源教授與美國約翰霍普金斯大學(xué)的課題組合作，在細(xì)胞力學(xué)方面的研究取得突破性進(jìn)展，通過理論建模與實驗驗證提出了癌細(xì)胞在受限空間內(nèi)遷移的新機制，研究成果發(fā)表在Cell 雜志上。 

目前，關(guān)于癌細(xì)胞遷移的研究主要集中在二維平表面上的細(xì)胞運動，但是二維平表面與癌細(xì)胞在體內(nèi)所處的微環(huán)境相去甚遠(yuǎn)。事實上，從原發(fā)腫瘤脫離的癌細(xì)胞在人體內(nèi)主要是沿著血管、淋巴管等細(xì)小管狀結(jié)構(gòu)遷移，從而轉(zhuǎn)移到其他地方繼續(xù)生長，形成新的腫瘤。但是，細(xì)胞在體內(nèi)三維空間中，特別是微小管道內(nèi)的遷移機理還沒有引起研究者的廣泛關(guān)注。

姜洪源于2013年提出的關(guān)于動物細(xì)胞體積和壓力動態(tài)調(diào)控的基本力生物學(xué)模型，在此基礎(chǔ)上，他與約翰霍普金斯大學(xué)的Sean Sun教授及Konstantinos Konstantopoulos教授等合作者通過理論預(yù)測和實驗驗證進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)并證實了與二維平表面上的細(xì)胞遷移截然不同的、不依賴于細(xì)胞粘附的一種癌細(xì)胞遷移的新機制，闡明了在細(xì)小管道內(nèi)水分子和各種離子由細(xì)胞前端進(jìn)入細(xì)胞，從后端離開細(xì)胞，從而實現(xiàn)細(xì)胞整體向前運動的這樣一種新的細(xì)胞運動方式，揭示了水分子和離子的跨膜輸運對細(xì)胞遷移的重要作用。

這項研究成果有助于了解癌細(xì)胞在體內(nèi)的遷移擴散過程，對癌癥的預(yù)防與治療等方面的研究有著非常重要的科學(xué)意義與臨床應(yīng)用價值。該研究的理論建模和數(shù)值模擬工作由姜洪源完成，他與約翰霍普金斯大學(xué)的Kimberly Stroka為文章的共同第一作者。

上述工作得到國家自然科學(xué)基金委、中組部“青年千人計劃”等項目的資助。