研究人員開發(fā)新技術來研究細胞納米力學

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

這項新技術在題為“使用共聚焦反射干涉顯微鏡研究真核細胞的核酸包膜和質膜力學”的論文中進行了解釋，該論文發(fā)表在著名的學術期刊《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200皮米的高度測量靈敏度，可快速表征生物細胞中的納米級核酸包膜和質膜波動。它使研究人員能夠利用這些波動來理解關鍵的生物學問題，例如核僵硬度在癌癥轉移和遺傳疾病中的作用。

當前的核力學方法是侵入性的，因為它們要么需要諸如拉伸之類的機械操作，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胞的固有特性，限制了對細胞機制，疾病診斷和基于細胞的療法的研究。使用共聚焦反射干涉顯微鏡，我們可以研究生物細胞的核力學，而不會影響它們的天然特性。”

盡管科學家們可以在幾分鐘內(nèi)研究大約100個細胞，但他們相信該系統(tǒng)可以在將來進行升級，以將吞吐量提高到成千上萬個細胞。

麻省理工學院教授，??LBRC MIT主任，SMART BioSyM首席研究員Peter So博士說：“當今，許多疾病機制尚不完全清楚，因為我們?nèi)狈τ^察細胞核在受到壓力時如何變化的方法。” “例如，人們通常不是死于原發(fā)性癌癥，而是死于原發(fā)部位癌細胞轉移后形成的繼發(fā)性癌癥-醫(yī)生不知道為什么癌癥會變得具有侵略性以及何時發(fā)生。核力學起著至關重要的作用。癌細胞在癌細胞轉移中的作用，因為癌細胞必須“擠壓”血管壁進入血流，并在進入新位置時再次出現(xiàn)，這就是為什么研究核力學的能力對于我們對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的科學家正在研究癌細胞受到機械應力時的情況，特別是在外滲過程中，為新的癌癥治療鋪平了道路。此外，科學家還能夠使用相同的技術來研究“ lamin突變”對核力學的影響，從而導致罕見的遺傳疾病，例如早衰癥，導致幼兒快速衰老。

共聚焦反射干涉顯微鏡還可以在其他領域應用。例如，該技術具有研究完整活組織內(nèi)細胞力學的潛力。借助這項新技術，科學家們可以揭示肝臟等人體主要器官內(nèi)的生物過程，從而獲得更安全，更準確的細胞療法。細胞治療是新加坡的一個主要重點領域，政府最近宣布將增加8000萬新元的生產(chǎn)，以生產(chǎn)作為藥物的活細胞。

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