肿瘤细胞力学特性改变

• 细胞骨架重排 ：放疗会使肿瘤细胞内的应力纤维数量增加，细胞骨架重排，从而影响细胞的力学特性，如杨氏模量等，使细胞变得更为僵硬，进而影响细胞的增殖、迁移和侵袭能力。
• 细胞变形能力变化 ：照射后肿瘤细胞的杨氏模量增大，其变形能力降低，在通过直径较小的孔径时迁移速率也明显降低，细胞迁移时所需的力更大，这可能会改变肿瘤细胞在体内的转移行为。

对肿瘤细胞增殖与凋亡的影响

• 细胞周期阻滞 ：放疗通过损伤 DNA 激活细胞内的 DNA 损伤响应机制，导致细胞周期阻滞，细胞停留在某个阶段进行 DNA 修复或最终走向凋亡，从而抑制细胞的增殖。
• 促凋亡作用 ：放疗可诱导肿瘤细胞凋亡，其机制包括激活线粒体凋亡途径和死亡受体凋亡途径等。凋亡的肿瘤细胞会呈现出一系列特异性变化，如细胞皱缩、染色质凝聚、核碎裂、胞膜起泡等，最终被吞噬细胞清除。

细胞间通讯与连接改变

• 缝隙连接蛋白表达变化 ：放疗可导致肿瘤细胞缝隙连接蛋白的表达发生变化，如在人乳腺癌 MCF-7 细胞中，电离辐射可快速增加缝隙连接蛋白 Cx43 的表达，进而影响细胞间的通讯和同步性。
• 旁分泌信号改变 ：放疗会刺激肿瘤细胞释放多种旁分泌因子，如细胞因子、趋化因子、生长因子等，这些因子可以作用于周围的细胞，调节其生物学行为，包括细胞的增殖、迁移、分化等。

细胞外基质的变化

• 细胞外基质成分改变 ：放疗会影响肿瘤细胞对细胞外基质成分的分泌和降解，如在头颈癌细胞中，电离辐射可导致细胞外基质中层粘连蛋白等成分的增加，同时伴随有丝裂原激活蛋白激酶信号通路的激活，细胞周期进程的改变等。
• 细胞外基质力学特性变化 ：细胞外基质成分和结构的改变会导致其力学特性发生变化，如变硬、交联增加等，进而影响肿瘤细胞的力学感受和行为，以及肿瘤组织的整体力学微环境。

对周围组织的影响

• 正常组织损伤 ：放疗在杀死肿瘤细胞的同时，也会对周围的正常组织产生一定的损伤，如引起黏膜炎、皮炎、肺炎等，这些损伤会导致组织的结构和力学特性发生变化，如组织水肿、纤维化等。
• 免疫微环境改变 ：放疗可以激活机体的免疫系统，引起免疫微环境的变化，如增加免疫细胞的浸润、释放免疫因子等，这些免疫反应不仅对肿瘤细胞有杀伤作用，也会影响周围正常组织的力学状态和功能。

细胞分泌活动改变

• 外泌体分泌增加 ：放疗可诱导肿瘤细胞分泌更多的外泌体，这些外泌体含有多种生物活性分子，如蛋白质、核酸等，可被周围的细胞摄取，从而改变其生物学功能和力学状态。
• 其他分泌因子变化 ：放疗还会使肿瘤细胞分泌一些细胞因子、生长因子等，如转化生长因子 -β 等，这些因子可以作用于肿瘤细胞自身或周围的细胞，调节其增殖、迁移、分化等过程，进而影响细胞的力学特性。