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      你的身體的細胞使用和抵抗力他們移動這是機械生物學
      
			
      
				2019-05-20 10:25:22
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      機械力統(tǒng)治生物過程，從類似泵的心臟的收縮，到類似弦和拉力的肌肉，以及進行微觀拔河的細胞。以前，生物學的這些機械方面在很大程度上被忽略了，尤其是由于缺乏允許復雜機械測量的技術。但是正在開發(fā)更好的工具，這些工具可以跟蹤細胞和組織中的機械活動。
      

      你的身體的細胞使用和抵抗力他們移動這是機械生物學
      

      由于這種可見性，新的藥物和治療方法開始出現。機械生物學是細胞和組織如何感知和響應機械力的科學。
      

      就像我們人類擁有能夠發(fā)揮力量的肌肉和骨骼一樣，我們每個細胞也都有一個骨架：細胞骨架。這種纖維網絡允許細胞施加和抵抗力，并使它們能夠移動。
      

      看著T細胞
      

      T細胞是我們免疫系統(tǒng)的一部分：它們可以像細胞刺??客一樣，殺死其他細胞，如感染病毒的細胞或癌細胞。
      

      在微觀尺度(約為人類頭發(fā)的百分之一)時，我們可以觀察并跟蹤T細胞“狩獵”癌細胞，因為它們在組織中移動并推進。這適用于稱為3-D牽引力顯微鏡(TFM)的方法。
      

      在找到癌細胞后，T細胞牢牢抓住其目標，并發(fā)出“死亡之吻”。
      

      稱為雙移液器抽吸(DPA)和光學鑷子(見下面的視頻)的技術允許我們抓住單個細胞，并以受控方式將它們配對在一起。這使我們能夠理解和說明這種致命的“吻”背后的機制。
      

      使用機械生物學技術來觀察T細胞如何發(fā)現和殺死癌細胞，可以更好地靶向抗癌免疫療法。
      

      最近由美國食品和藥物管理局(FDA)批準了使用患者自身T細胞靶向癌癥的第一種免疫療法。
      

      感受力量
      

      細胞使用力傳感器來檢測和區(qū)分它們經歷的許多物理信號。
      

      一類主要的力傳感器是“機械敏感離子通道”。這些是可以打開和關閉的電池表面上的孔或孔。
      

      當細胞感知到物理力或機械刺激(實質上，像微觀刺激)時，這些毛孔可以打開。化學物質進出，并在細胞壁上傳導微小的電流。這可以通過將小電極附著到電池表面來測量。
      

      許多類型的細胞和組織具有這樣的傳感器，并且響應機械負載的變化。這些包括支撐我們的觸覺，轉移癌細胞和維持骨骼軟骨細胞的神經元。
      

      藥物EVENITY- 旨在預防骨質疏松癥中的骨質流失 - 通過這一途徑發(fā)揮作用。該藥物可阻斷硬化蛋白，這是一種基于骨形成細胞的機械傳感功能自然抑制骨形成的關鍵因子。
      

      在前往國際空間站的小鼠中，這種治療已經通過了人體臨床試驗，目前正在等待FDA批準用于美國骨質疏松癥患者的治療。
      

      器官在芯片上
      

      片上器官技術旨在幫助藥物開發(fā)，疾病建模和個性化醫(yī)療。每個單獨的單元都由一種稱為聚合物的透明材料制成：它大約是USB棒的大小，由活細胞內襯的空心通道組成。
      

      這些芯片不同于其他實驗室測試，例如細胞培養(yǎng)，因為它們可以模擬細胞如何與活組織相互作用的生理學和機制(而不僅僅是觀察單個細胞中的反應)。
      

      例如，片上器官可以在微觀層面重建人體器官的結構，包括腸，腎，皮膚，骨髓和大腦區(qū)域。
      

      使用肺組織的示例在下面的視頻中描述。該技術提供了一種查看組織疾病的方法，并且是用于藥物開發(fā)的動物測試的替代方案。
      

      許多研究人員和生物技術公司希望片上器官等技術能夠加速新藥的開發(fā)，推動個性化醫(yī)療的發(fā)展。
      

      使用現有技術，臨床研究可能需要數年才能完成，測試單一化合物可能需要花費數百萬美元。此外，臨床前動物研究通常無法預測人類反應，因為動物模型并不總能準確模擬人類的生物反應。
      

      2017年4月，美國食品和藥物管理局宣布了一項多年研究和開發(fā)協議，從肝臟芯片開始評估片上器官技術。
      

      該協議可能在未來擴大，以涵蓋其他器官芯片，包括腎，肺和腸模型。
      

      機械生物學將物理科學融入生物學并推動新技術的發(fā)展。觀察運動中的細胞，了解和測量細胞尺度的力量，以及在實驗室中創(chuàng)建人體組織的迷你模型僅僅是個開始。
      
			

			
        
      
			
      
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