<p><img src="https://info.compassedu.hk/sucai/content/1675062768939/1675062768939.jpg" width="808" height="539" />伊利諾伊州香檳市&mdash;&mdash;科學(xué)家們開發(fā)出一種微型機械探針，可以測量細胞和組織的固有剛度，以及細胞產(chǎn)生和相互施加的內(nèi)力。 研究人員報告說，他們的新型&ldquo;磁性微型機器人&rdquo;是第一個能夠量化這兩種特性的此類探針，并將有助于理解與發(fā)育和疾病相關(guān)的細胞過程。</p> <p>&nbsp;</p> <p>他們在《科學(xué)機器人》雜志上詳細介紹了他們的發(fā)現(xiàn)。</p> <p>&nbsp;</p> <p>&ldquo;活細胞通過蛋白質(zhì)相互作用產(chǎn)生力，并且很難測量這些力。&rdquo;領(lǐng)導(dǎo)這項研究的伊利諾伊大學(xué)厄巴納 - 香檳分校機械科學(xué)與工程教授 Ning Wang 說。 &ldquo;大多數(shù)探針要么可以測量組織和細胞本身主動產(chǎn)生的力，我們稱之為牽引力，要么可以測量它們的剛度&mdash;&mdash;但不能同時測量兩者。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>為了測量細胞剛度，研究人員需要一個相對堅硬的探針，它可以壓縮、拉伸或扭曲組織，并量化它們抵抗力的強弱程度。 但要測量細胞自身內(nèi)部產(chǎn)生的收縮或擴張，探針必須相對柔軟。</p> <p>&nbsp;</p> <p>與其他科學(xué)家一樣，Wang 和他的同事們已經(jīng)開發(fā)出探針來分別測量這些品質(zhì)中的每一個。 但他說他想開發(fā)一種更通用的探針，可以同時解決這兩個問題。 例如，這樣的探測將有助于更好地了解這些特性如何影響動脈硬化或癌癥等疾病，或胚胎如何發(fā)育。</p> <p>&nbsp;</p> <p>為了應(yīng)對這一挑戰(zhàn)，Wang 和研究生 Erfan Mohagheghian 尋找在將探針注入目標組織后改變其機械特性的方法。 他們使用了由聚乙二醇制成的水凝膠，這種材料已被批準用于人體。</p> <p>&nbsp;</p> <p>對于這項新研究，該團隊開發(fā)了一種將磁性&ldquo;微交叉&rdquo;嵌入剛性 PEG 水凝膠的精確方法。 該研究的合著者、科羅拉多大學(xué)博爾德分?；瘜W(xué)與生物工程教授 Kristi Anseth 已經(jīng)開發(fā)出一種利用紫外線降解和軟化水凝膠的方法。</p> <p>&nbsp;</p> <p>在一系列實驗中，研究人員將他們的探針注射到 3D 實驗室生長的腫瘤塊和斑馬魚胚胎中。 通過將這些組織置于電磁場中，科學(xué)家們激活了探針以對組織施加各種壓力并測量組織硬度。 將腫瘤塊或胚胎暴露在紫外線下，然后軟化探針的 PEG 基質(zhì)，使探針能夠測量組織內(nèi)細胞產(chǎn)生的力。</p> <p>&nbsp;</p> <p>探針提供了關(guān)于組織硬度和牽引力的精確信息，首次揭示了雖然惡性腫瘤可能對周圍組織做出反應(yīng)而變得更硬，但癌細胞不會改變它們的牽引力，無論它們靠近軟材料還是硬材料。 王說，這挑戰(zhàn)了一種普遍看法，即底層組織的物理特性會驅(qū)動癌細胞內(nèi)力的變化，從而使它們能夠轉(zhuǎn)移。</p> <p>&nbsp;</p> <p>&ldquo;人們認為基質(zhì)的硬度是癌癥進展的驅(qū)動力。&rdquo;Wang 說。 &ldquo;我們的研究結(jié)果不支持這種說法。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>Wang 說，這些探針還捕獲了胚胎發(fā)育過程中細胞的推動和拉動，這可以為了解這種振蕩如何與動物從單細胞發(fā)育成復(fù)雜組織的器官、組織和四肢的模式相對應(yīng)提供新的見解。 胚胎工作由中國科學(xué)院和中國武漢華中科技大學(xué)的研究人員進行。</p> <p>&nbsp;</p> <p>&ldquo;我們相信在胚胎中檢測到的大力振蕩對于推動發(fā)育的早期階段非常重要。&rdquo;Wang 說。</p> <p>&nbsp;</p> <p>Wang 還是伊利諾伊大學(xué) Carle Illinois 醫(yī)學(xué)院、Beckman 高級科學(xué)技術(shù)研究所和 Carl R. Woese 基因組生物學(xué)研究所的生物工程學(xué)教授和附屬機構(gòu)。</p> <p>&nbsp;</p> <p>美國國立衛(wèi)生研究院、國家科學(xué)基金會和中國國家自然科學(xué)基金委員會支持了這項研究。</p> <p>&nbsp;</p> <blockquote> <p>注：本文由院校官方新聞直譯，僅供參考，不代表指南留學(xué)態(tài)度觀點。</p> </blockquote>