美国德克萨斯大学西南医学中心（UT Southwestern Medical Center）研究团队近日发现，慢性炎症引起的结肠组织力学性质改变，尤其是组织刚度（stiffness）增加，可能在早发性结直肠癌（early-onset colorectal cancer，early-onset CRC）的发生和进展中发挥关键作用。相关研究成果发表于期刊 Advanced Science。
该研究由UT Southwestern外科教授、结直肠外科研究副主席Emina Huang博士与德克萨斯大学达拉斯分校（UT Dallas）研究人员共同完成。研究人员指出，这是首次系统性揭示生物力学因素（biomechanical forces）在早发性结直肠癌发病机制中的重要作用。
早发性结直肠癌发病率持续上升
不伴随遗传综合征、通常在50岁以后发生的结直肠癌被称为“平均发病型”或“散发性”结直肠癌（average-onset or sporadic CRC）。过去30年间，这一类型结直肠癌的发病率和死亡率持续下降。
与此形成对比的是，50岁之前发病的早发性结直肠癌发病率和死亡率却显著上升。自2020年以来，早发性结直肠癌已占美国所有结直肠癌病例的约12%。其快速上升的原因目前仍不清楚。
既往研究多集中于生活方式、肥胖和环境暴露等因素，认为这些因素可能通过引发慢性肠道炎症促进肿瘤发生，但慢性炎症如何具体推动早发性结直肠癌形成，一直缺乏明确机制解释。
结肠组织刚度显著升高
研究人员分析了来自William P. Clements University Hospital和Parkland Health的手术样本，包括19例平均发病型结直肠癌患者和14例早发性结直肠癌患者。每份样本均包含肿瘤组织及其相邻的非肿瘤组织。
结果显示，与平均发病型结直肠癌相比，早发性结直肠癌患者的肿瘤组织及其非癌组织均表现出显著更高的组织刚度。这一发现提示，组织刚度的增加可能发生在肿瘤形成之前。
进一步分析发现，早发性结直肠癌样本中的胶原蛋白（collagen）呈现出更高密度、更长纤维、更成熟以及排列更为有序的特征，这些变化是组织纤维化和瘢痕形成的典型标志。
基因表达分析也显示，早发性结直肠癌组织中，与胶原代谢、血管生成和炎症相关的基因表达显著上调，进一步支持慢性炎症导致组织纤维化和刚度升高的观点。
力学信号或改变肿瘤细胞行为
研究还发现，早发性结直肠癌组织中，与力学信号转导（mechanotransduction）相关的分子通路活性增强。力学信号转导是细胞将外界机械刺激转化为生化信号的过程。
在体外实验中，研究人员将结直肠癌细胞培养在不同刚度的基质上，结果发现，基质越硬，肿瘤细胞增殖越快；基于三维类器官（organoid）的实验亦显示，在更高刚度条件下，肿瘤类器官生长速度和体积均明显增加。
这些结果表明，组织微环境的力学性质可能直接影响肿瘤细胞的生物学行为，并促进早发性结直肠癌的发生和进展。
对诊断和治疗的潜在意义
研究人员认为，该发现为理解早发性结直肠癌的病因提供了新的视角。针对力学信号转导通路进行干预，可能成为阻断或逆转肿瘤发生发展的潜在策略。此外，开发评估肠道组织刚度的诊断手段，或有助于识别早发性结直肠癌的高风险人群。
研究团队指出，相关力学机制在乳腺癌和胰腺癌中已有一定研究基础，而本研究将这一概念拓展至早发性结直肠癌领域，为后续预防和治疗研究提供了新的理论依据。
参考文献：Nicole C. Huning et al, Biomechanical Phenotyping Reveals Unique Mechanobiological Signatures of Early‐Onset Colorectal Cancer, Advanced Science (2025). DOI: 10.1002/advs.202514693
编辑：王洪
排版：李丽
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