當(dāng)癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移時(shí)，它們會(huì)變形，變成導(dǎo)彈狀，以便滲透到全身的其他組織中。
事實(shí)上，要在全身傳播，轉(zhuǎn)移性癌細(xì)胞必須改變它們的表型——它們的物理特征。這種變化使構(gòu)成我們器官和皮膚屏障的靜止上皮細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)殚g充質(zhì)細(xì)胞，或發(fā)育成結(jié)締組織、血管和淋巴組織的細(xì)胞。
研究人員觀察到，完成這種轉(zhuǎn)變的細(xì)胞，稱為上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)變或 EMT，可以顯著增加癌性腫瘤轉(zhuǎn)移的可能性。
目前，科學(xué)家篩選和識別這些細(xì)胞的方法是在固定在顯微鏡載玻片上的同時(shí)觀察它們。但密歇根大學(xué)的研究人員寫道，對固定在顯微鏡載玻片上的細(xì)胞進(jìn)行的標(biāo)準(zhǔn)研究并不能揭示它們的形狀變化，就像固定蝴蝶收藏品不能揭示它們的飛行模式一樣。
現(xiàn)在，密歇根大學(xué)的研究人員開發(fā)了一種方法來評估細(xì)胞，同時(shí)它們可以自由變形，使用一種稱為細(xì)胞磁旋轉(zhuǎn)和機(jī)器學(xué)習(xí)的方法。他們的結(jié)果發(fā)表在 PLOS One 雜志上。
“如果癌細(xì)胞位于身體的某個(gè)地方，為了移動(dòng)到身體的不同部位，它必須像導(dǎo)彈一樣穿透組織進(jìn)入血液，然后再從血液中穿透回來。血液靜脈轉(zhuǎn)移到一個(gè)新的位置。這種轉(zhuǎn)移潛力與細(xì)胞移動(dòng)性有關(guān)，但細(xì)胞移動(dòng)性還取決于細(xì)胞形狀和細(xì)胞形狀變化的動(dòng)力學(xué)，“主要作者和理查德斯莫利杰出大學(xué)化學(xué)教授Raoul Kopelman說、物理學(xué)、應(yīng)用物理學(xué)、生物物理學(xué)、生物醫(yī)學(xué)工程和化學(xué)生物學(xué)。
為了能夠觀察到這些細(xì)胞動(dòng)力學(xué)，密歇根大學(xué)的研究人員需要細(xì)胞自由漂浮，而不是固定在載玻片上。因此，他們使用他們之前開發(fā)的方法——細(xì)胞磁旋轉(zhuǎn)——作為研究這些細(xì)胞動(dòng)力學(xué)的基礎(chǔ)。
使用這種方法和兩種眾所周知的具有不同轉(zhuǎn)移潛能的乳腺癌細(xì)胞系，Kopelman 及其同事將癌細(xì)胞加載到所謂的微流體細(xì)胞載玻片中，該載玻片由數(shù)千個(gè)隔室組成。每個(gè)隔室僅容納一個(gè)癌細(xì)胞。
在這張幻燈片上，研究人員添加了一種市售磁性納米粒子的溶液。這些納米粒子進(jìn)入癌細(xì)胞，但不會(huì)對它們造成傷害。然后，磁鐵圍繞癌細(xì)胞托盤旋轉(zhuǎn)，從而使癌細(xì)胞緩慢旋轉(zhuǎn)。緩慢旋轉(zhuǎn)不會(huì)影響細(xì)胞的形狀，但它確實(shí)允許癌細(xì)胞變形。
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