通過使用機器學習和尖端顯微鏡，科學家們發現了他們認為是癌細胞之間的一種新的交流形式。這一發現被描述為一種”電子語言”，可能是同一腫瘤內的細胞共同協調生長方式的關鍵，並表明打破這些通信可能提供治療疾病的新方法。

正常乳腺上皮細胞染色後的線粒體（綠色）、微管（紅色）和DNA（藍色）

已知電活動的轉變發生在人體的各種細胞中，例如那些促進血液流動的心臟細胞和協調大腦許多功能的神經元。眾所周知，當細胞變成癌症時也會發生電學變化，周圍的細胞膜會帶上更多正電荷，從而促進其擴散。這項新研究的作者能夠調整這種電活動以收集一些迷人的新見解。

研究報告的共同作者穆斯塔法-賈姆古茲（Mustafa Djamgoz）說：”在身體的所有細胞中，我們通常將’可興奮的’大腦或心臟細胞與電活動聯繫起來。我們的研究表明，在癌細胞之間有一個隱藏的電信號網絡，它可能在癌細胞行為中發揮關鍵作用，包括彼此之間的交流和腫瘤內的其他細胞。我們已經知道，作為癌症死亡的主要原因，癌症的擴散是由電活動促進的。”

這項工作由倫敦帝國學院和癌症研究所的科學家領導，他們使用了一種最初設計用於觀察腦細胞電活動的顯微鏡。這台顯微鏡被用於實驗室中的乳腺癌細胞，令他們驚訝的是，科學家們發現膜電壓不僅僅是提高了，它似乎隨著時間的推移而波動，就像它在神經元中一樣。

利用機器學習，該團隊對信號進行了定性，並將其分為四類，如噪音、眨眼和揮手。然後，該團隊使用一種藥物阻斷細胞賴以產生電信號的鈉通道，這反過來又抑制了波動的電壓。

共同主要作者克里斯-巴卡爾教授說：”這是我們第一次能夠觀察到乳腺癌細胞內電活動的如此快速的波動，看起來乳腺癌細胞已經建立了一種電語言。我們仍然不知道這種語言有多複雜，但它可以讓癌細胞跨越大距離傳遞關於附近的營養物質或敵對環境的信息，並最終促進腫瘤的生存。”

在另一輪實驗中，科學家們利用健康細胞並在其中誘發了癌症，記錄它們在兩種狀態下的電活動。一旦它們被癌症所影響，細胞膜再次顯示出波動的電壓，儘管這些電壓在不同的癌症類型中有所不同。例如，更具侵略性的癌症表現出更頻繁的波動。

“當健康細胞變成癌細胞時，它們所經歷的變化可以幫助它們生長和擴散，”共同領導作者Amanda Foust博士說。”例如，我們知道，某些控制細胞繁殖的基因可以關閉，導致細胞不受控制的生長。我們還不知道為什麼膜的電壓會在癌細胞中波動–但是我們的發現和技術，在工程師和生物學家令人興奮的合作下，為進一步的工作打開了大門，可以幫助我們更好地了解癌症信號網絡和生長。”

科學家們現在正在努力揭開這些波動的電壓與癌細胞行為方式之間的聯繫。某些形式的電活動是否與癌細胞的繁殖相關，或者某些模式是否預示著它是時候溜走並攻擊身體的其他部分？如果可以建立這些類型的聯繫，科學家可能能夠以一種方式切斷通信，以不同的方式防止疾病的發展。

“如果你能阻止癌細胞相互溝通，它們可能變得更容易治療，”巴卡爾說。”這與戰爭沒有什麼區別。如果你能阻止指揮官向前線的士兵傳遞信息，戰鬥就會變得更容易贏得。”

這項研究發表在《通信生物學》雜誌上。

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