拍攝者：Alex Ritter和Gillian Griffiths，劍橋大學

　　利用免疫係統來追蹤和摧毀腫瘤細胞是癌症研究領域的重大進步之一。圖中，細胞毒性T淋巴細胞（綠色）正在通過分泌溶細胞蛋白來殺滅受病毒感染細胞和腫瘤細胞（紅色）。在中心體（紅色點）與質膜的接觸點，T細胞會對腫瘤細胞作出識別，正是通過這種方式，中心體決定了分泌過程在何處發生。

　　視頻：在第二段視頻中，研究者利用照亮肌動蛋白的強度譜對攻擊性的細胞毒性T淋巴細胞進行了可視化。在兩段視頻中，細胞毒性T淋巴細胞都表達了紅色和綠色熒光融合蛋白，其分別代表了中心體和肌動蛋白。目的細胞表達了一種了藍色質膜融合蛋白；細胞核以藍色標示。劍橋大學的研究者負責對視頻進行了剪輯和講解。

　　二次突變假說（Knudson Hypothesis）

　　拍攝者：Yoichiro Tamori和Wu-Min Deng，佛羅裏達州立大學

　　1971年，阿爾弗雷德·努森（Alfred Knudson）提出這樣一種理論，他認為對DNA的“兩次打擊”是導致癌症形成的必要條件，兩次打擊分別是指致癌基因的激活和腫瘤抑製基因的失活。最近，彼得·坎貝爾（Peter Campbell）及其同事發現，對於2%至3%的癌症病例，其“染色體破碎事件”中會同時出現大量突變。

　　上圖通過轉基因果蠅對癌症的“兩次打擊”理論進行了演示。當腫瘤抑製基因——幼蟲巨大致死性基因（Lethal giant larvae，Lgl）——隻出現單一突變時，突變細胞（綠色）就會被細胞競爭所淘汰（右圖）；但隨著致癌基因Ras上出現了另一處突變，突變細胞就擴張成為具有侵染性的腫瘤（左圖）

　　圖片：利用蔡司LSM 510激光掃描共焦顯微鏡拍攝的果蠅上皮組織（翅膀、平衡器和足芽）。突變細胞表達綠色熒光蛋白（綠色）；細胞核利用苯基吲哚複染（紅色）。

　　神經膠質瘤的起源

　　拍攝者：Chong Liu和Hui Zong，俄勒岡大學

　　約有80%的中樞神經係統（CNS）惡性腫瘤都屬於神經膠質瘤，包括在形態發生上類似於星形膠質細胞、少突膠質細胞和室管膜細胞的獨特癌症類型。這種異質性表明，神經膠質瘤起源於多種細胞類型。但也存在另外一種可能性，即神經膠質瘤源於突變神經幹細胞（NSCs），這可能會導致多形態腫瘤的出現。

　　最近，來自俄勒岡大學的Hui Zong及其同事通過構建一種帶有三種神經幹細胞類型的“馬賽克”鼠，解決了上述爭議。這三種類型分別是：腫瘤抑製基因p53和Nf1突變型（綠色）；p53和Nf1野生型（紅色）；以及兩種突變的雜合型（黃色）。結果，這些神經幹細胞都可以產生全部神經元細胞類型，但唯有發生突變的神經幹細胞會產生少突膠質前體細胞（新月形細胞），而後者則會發展成為惡性膠質瘤。

　　圖片：當腫瘤開始出現時（白框部分），研究人員利用共聚焦顯微鏡為處於前轉化階段（出生後六十天）和早期階段（出生後三個月）的“馬賽克”膠質瘤模型鼠大腦所拍攝的照片。突變型、野生型和雜合型細胞分別被標上了綠色、紅色和黃色。細胞體形態較小且呈新月形的綠色細胞即為突變的少突膠質前體細胞，它們會在後期發展成為膠質瘤。標尺：2 cm。

　　血管異生

　　拍攝者：Stephanie Alexander和Peter Friedl，德克薩斯大學，MD安德森癌症中心

　　為了使體積超過米粒大小，處於生長狀態的腫瘤（黃色和紅色）必須誘導血管（黃綠色）生長。腫瘤會分泌出血管內皮生長因子（VEGF）之類的物質，並停止產生抗血管內皮生長因子的cGMP依賴性激酶（PKG）。在腫瘤的發生過程中，血管構建是非常重要的一步，因此目前已經有很多血管內皮生長因子抑製劑被批準為癌症的治療藥物。但對於這些治療方案是否會對病人產生長期療效，研究者們依然莫衷一是。

　　圖片：老鼠真皮層中不斷生長的HT1080纖維肉瘤引發了血管異生，即產生形態怪異不規則且滲透性有缺陷的血管。圖中的血管和血管外水腫組織被熒光標記的葡聚糖標上了黃綠色；腫瘤的細胞核和細胞體分別呈黃色和紅色。膠原纖維呈藍色。

　　侵染

　　拍攝者：Bettina Weigelin和Peter Friedl，荷蘭奈梅亨大學醫學中心

　　癌症的侵染性和轉移性會導致在局部生長的腫瘤轉化為危及生命的係統性疾病。但對於腫瘤細胞（綠色）如何在器官之間遷移，科學家們依然不甚明了。來自荷蘭奈梅亨大學醫學中心（UMC St Radboud Nijmegen）的Friedl 及其同事開發出了一種可以觀察癌細胞在活體實驗鼠皮膚中遷移的工具。利用這種實驗工具，他們發現腫瘤的轉移過程具有驚人的“可塑性”；細胞不僅會改變運輸方式來適應不同的組織條件，甚至還可以對組織本身實施改造，以此促進遷移過程的順利進行。

　　圖片：老鼠真皮層中侵染性黑色素瘤細胞的概覽，圖中的腫瘤細胞（綠色）利用單細胞和多細胞侵染的方式分布或進入組織結構之中。表達E2-Crimson熒光蛋白的腫瘤細胞呈偽綠色，表達綠色熒光蛋白的肌纖維呈橘黃色。神經纖維和膠原分別呈藍色（第三諧波）和灰色（第二諧波）。AlexaFluor660-葡聚糖為紅色。

　　微轉移成像

　　拍攝者：Hyo-eun Bhang和Martin Pomper，約翰霍普金斯大學

　　細胞生物學領域的研究人員已經發現了一連串在腫瘤中表達的獨特基因及其存在的微環境。分子遺傳影像學則通過獲得某些癌症的“指紋圖譜”，來有選擇性地對體內腫瘤細胞進行分析。例如，來自約翰霍普金斯大學的Pomper及其同事就利用上述特性，開發了一種能夠探測實驗鼠體內發生微轉移的新型成像技術。他們將PEG-3啟動子連在一段報告基因上，然後將質粒DNA接到一個陽離子聚合物基因載體上。研究人員再將質粒注射到轉移性黑色素瘤實驗鼠體內，並利用單光子發射電子計算機斷層成像（SPECT）對微轉移腫瘤中的報告基因表達情況進行成像。

　　圖片：上圖展示了人類黑色素瘤轉移性模型鼠肺部的計算機斷層掃描（CT）（右上部分）和單光子發射電子計算機斷層成像（右下部分）圖片。左圖是合並之後的CT-SPECT圖片。