癌细胞像大多数其他生物一样需要氧气才能存活，但是在此之前科学家们从来没有追踪到它们在它们的早期生长阶段如何寻找氧气。
在一项新的研究中，来自美国约翰霍普金斯大学和宾夕法尼亚大学的研究人员发现在小鼠体内，肉瘤细胞如何找到通向更高浓度氧气的途径。他们指出这种途径引导肉瘤细胞到达血管，然后通过这些血管，它们能够扩散到体内其他部分。相关研究结果于2016年8月2日在线发表在PNAS期刊上，论文标题为“Intratumoral oxygen gradients mediate sarcoma cell invasion”。
论文通信作者、约翰霍普金斯大学怀廷工程学院化学与生物分子工程系教授Sharon Gerecht说，“如果你考虑治疗靶标时，那么你可能能够特异性地靶向这个过程。”她承认，尽管离临床应用还有一大段距离，但是说道，在她实验室开展三年研究后获得的这些结果为揭示软组织肉瘤生命周期的关键部分提供线索，而且为在实验室测试癌症疗法提供一种经证实有效的方法。
肉瘤是一种影响结缔组织---包括骨组织、肌肉、肌腱、软骨、神经组织、脂肪和一些血管---的癌症。这项研究特别着重关注不影响骨组织的软组织肉瘤，在美国一年大约有13000名病人被诊断患上这种类型的癌症。大约四分之一到二分之一的这些病人患上复发性和扩散性或转移性的癌症。
已知所有类型的癌症在少量氧气存在下茁壮成长。人们已研究了低氧浓度在肿瘤发展中的作用。了解较少的是癌细胞如何在它们的早期阶段对不同的氧气浓度作出反应。这是这项研究的关键。
Gerecht和她的合作者们在从小鼠体内获取的上千个早期阶段软组织肉瘤细胞穿过培养皿中由透明水凝胶组成的实体组织模型时对它们进行追踪。这种水凝胶---一种具有明胶蛋白硬度的水性材料---再现人组织中的癌细胞周围的环境。（生物谷 Bioon.com）
Gerecht实验室博士后研究员Kyung Min Park开发出这种水凝胶-癌细胞系统，而约翰霍普金斯大学研究生Daniel Lewis分析了癌细胞迁移和它们对上升的氧气浓度或者说“梯度”作出的反应。
就这项实验而言，这种水凝胶含有从水凝胶底部到上层浓度在增加的氧气。这允许研究人员追踪癌细胞在肿瘤内和身体组织内如何对不同的氧气水平作出反应。
比如，对小鼠体内的肉瘤进行分析表明最大的肿瘤在中心具有较大面积的极低氧气区，而较小的肿瘤整个区域内具有不同的氧气浓度。
