研究人員開發(fā)新技術(shù)來(lái)研究細(xì)胞納米力學(xué)

新加坡-麻省理工學(xué)院研究與技術(shù)聯(lián)盟(SMART)和麻省理工學(xué)院激光生物醫(yī)學(xué)研究中心(LBRC)的研究人員已經(jīng)開發(fā)出一種研究細(xì)胞的新方法，為更好地了解癌癥如何擴(kuò)散和成為殺手p道。

這項(xiàng)新技術(shù)在題為“使用共聚焦反射干涉顯微鏡研究真核細(xì)胞的核酸包膜和質(zhì)膜力學(xué)”的論文中進(jìn)行了解釋，該論文發(fā)表在著名的學(xué)術(shù)期刊《自然通訊》上。新型共聚焦反射干涉顯微鏡可提供1.5微米的深度分辨率和超過(guò)200皮米的高度測(cè)量靈敏度，可快速表征生物細(xì)胞中的納米級(jí)核酸包膜和質(zhì)膜波動(dòng)。它使研究人員能夠利用這些波動(dòng)來(lái)理解關(guān)鍵的生物學(xué)問(wèn)題，例如核僵硬度在癌癥轉(zhuǎn)移和遺傳疾病中的作用。

當(dāng)前的核力學(xué)方法是侵入性的，因?yàn)樗鼈円葱枰T如拉伸之類的機(jī)械操作，要么需要注入“照亮”核以觀察其形狀的熒光探針。這兩種方法都將不希望地改變細(xì)胞的固有特性，限制了對(duì)細(xì)胞機(jī)制，疾病診斷和基于細(xì)胞的療法的研究。使用共聚焦反射干涉顯微鏡，我們可以研究生物細(xì)胞的核力學(xué)，而不會(huì)影響它們的天然特性。”

盡管科學(xué)家們可以在幾分鐘內(nèi)研究大約100個(gè)細(xì)胞，但他們相信該系統(tǒng)可以在將來(lái)進(jìn)行升級(jí)，以將吞吐量提高到成千上萬(wàn)個(gè)細(xì)胞。

麻省理工學(xué)院教授，??LBRC MIT主任，SMART BioSyM首席研究員Peter So博士說(shuō)：“當(dāng)今，許多疾病機(jī)制尚不完全清楚，因?yàn)槲覀內(nèi)狈τ^察細(xì)胞核在受到壓力時(shí)如何變化的方法。” “例如，人們通常不是死于原發(fā)性癌癥，而是死于原發(fā)部位癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移后形成的繼發(fā)性癌癥-醫(yī)生不知道為什么癌癥會(huì)變得具有侵略性以及何時(shí)發(fā)生。核力學(xué)起著至關(guān)重要的作用。癌細(xì)胞在癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移中的作用，因?yàn)榘┘?xì)胞必須“擠壓”血管壁進(jìn)入血流，并在進(jìn)入新位置時(shí)再次出現(xiàn)，這就是為什么研究核力學(xué)的能力對(duì)于我們對(duì)癌癥形成和診斷的理解如此重要的原因和治療。”

借助新的干涉顯微鏡，LBRC的科學(xué)家正在研究癌細(xì)胞受到機(jī)械應(yīng)力時(shí)的情況，特別是在外滲過(guò)程中，為新的癌癥治療鋪平了道路。此外，科學(xué)家還能夠使用相同的技術(shù)來(lái)研究“ lamin突變”對(duì)核力學(xué)的影響，從而導(dǎo)致罕見(jiàn)的遺傳疾病，例如早衰癥，導(dǎo)致幼兒快速衰老。

共聚焦反射干涉顯微鏡還可以在其他領(lǐng)域應(yīng)用。例如，該技術(shù)具有研究完整活組織內(nèi)細(xì)胞力學(xué)的潛力。借助這項(xiàng)新技術(shù)，科學(xué)家們可以揭示肝臟等人體主要器官內(nèi)的生物過(guò)程，從而獲得更安全，更準(zhǔn)確的細(xì)胞療法。細(xì)胞治療是新加坡的一個(gè)主要重點(diǎn)領(lǐng)域，政府最近宣布將增加8000萬(wàn)新元的生產(chǎn)，以生產(chǎn)作為藥物的活細(xì)胞。

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