近日，中國科學技術大學工程科學學院青年千人計劃姜洪源教授與美國約翰霍普金斯大學的課題組合作，在細胞力學方面的研究取得突破性進展，通過理論建模與實驗驗證提出了癌細胞在受限空間內遷移的新機制，研究成果發表在Cell 雜志上。 

目前，關于癌細胞遷移的研究主要集中在二維平表面上的細胞運動，但是二維平表面與癌細胞在體內所處的微環境相去甚遠。事實上，從原發腫瘤脫離的癌細胞在人體內主要是沿著血管、淋巴管等細小管狀結構遷移，從而轉移到其他地方繼續生長，形成新的腫瘤。但是，細胞在體內三維空間中，特別是微小管道內的遷移機理還沒有引起研究者的廣泛關注。

姜洪源于2013年提出的關于動物細胞體積和壓力動態調控的基本力生物學模型，在此基礎上，他與約翰霍普金斯大學的Sean Sun教授及Konstantinos Konstantopoulos教授等合作者通過理論預測和實驗驗證進一步發現并證實了與二維平表面上的細胞遷移截然不同的、不依賴于細胞粘附的一種癌細胞遷移的新機制，闡明了在細小管道內水分子和各種離子由細胞前端進入細胞，從后端離開細胞，從而實現細胞整體向前運動的這樣一種新的細胞運動方式，揭示了水分子和離子的跨膜輸運對細胞遷移的重要作用。

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

上述工作得到國家自然科學基金委、中組部“青年千人計劃”等項目的資助。