<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(kāi)發(fā)出一種微型機(jī)械探針，可以測(cè)量細(xì)胞和組織的固有剛度，以及細(xì)胞產(chǎn)生和相互施加的內(nèi)力。 研究人員報(bào)告說(shuō)，他們的新型&ldquo;磁性微型機(jī)器人&rdquo;是第一個(gè)能夠量化這兩種特性的此類(lèi)探針，并將有助于理解與發(fā)育和疾病相關(guān)的細(xì)胞過(guò)程。</p> <p>&nbsp;</p> <p>他們?cè)凇犊茖W(xué)機(jī)器人》雜志上詳細(xì)介紹了他們的發(fā)現(xiàn)。</p> <p>&nbsp;</p> <p>&ldquo;活細(xì)胞通過(guò)蛋白質(zhì)相互作用產(chǎn)生力，并且很難測(cè)量這些力。&rdquo;領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)研究的伊利諾伊大學(xué)厄巴納 - 香檳分校機(jī)械科學(xué)與工程教授 Ning Wang 說(shuō)。 &ldquo;大多數(shù)探針要么可以測(cè)量組織和細(xì)胞本身主動(dòng)產(chǎn)生的力，我們稱(chēng)之為牽引力，要么可以測(cè)量它們的剛度&mdash;&mdash;但不能同時(shí)測(cè)量?jī)烧摺?amp;rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>為了測(cè)量細(xì)胞剛度，研究人員需要一個(gè)相對(duì)堅(jiān)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(qiáng)弱程度。 但要測(cè)量細(xì)胞自身內(nèi)部產(chǎn)生的收縮或擴(kuò)張，探針必須相對(duì)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(kāi)發(fā)出探針來(lái)分別測(cè)量這些品質(zhì)中的每一個(gè)。 但他說(shuō)他想開(kāi)發(fā)一種更通用的探針，可以同時(shí)解決這兩個(gè)問(wèn)題。 例如，這樣的探測(cè)將有助于更好地了解這些特性如何影響動(dòng)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(duì)這一挑戰(zhàn)，Wang 和研究生 Erfan Mohagheghian 尋找在將探針注入目標(biāo)組織后改變其機(jī)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(zhǔn)用于人體。</p> <p>&nbsp;</p> <p>對(duì)于這項(xiàng)新研究，該團(tuán)隊(duì)開(kāi)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(kāi)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(shí)驗(yàn)中，研究人員將他們的探針注射到 3D 實(shí)驗(yàn)室生長(zhǎng)的腫瘤塊和斑馬魚(yú)胚胎中。 通過(guò)將這些組織置于電磁場(chǎng)中，科學(xué)家們激活了探針以對(duì)組織施加各種壓力并測(cè)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(cè)量組織內(nèi)細(xì)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(duì)周?chē)M織做出反應(yīng)而變得更硬，但癌細(xì)胞不會(huì)改變它們的牽引力，無(wú)論它們靠近軟材料還是硬材料。 王說(shuō)，這挑戰(zhàn)了一種普遍看法，即底層組織的物理特性會(huì)驅(qū)動(dòng)癌細(xì)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(rèn)為基質(zhì)的硬度是癌癥進(jìn)展的驅(qū)動(dòng)力。&rdquo;Wang 說(shuō)。 &ldquo;我們的研究結(jié)果不支持這種說(shuō)法。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>Wang 說(shuō)，這些探針還捕獲了胚胎發(fā)育過(guò)程中細(xì)胞的推動(dòng)和拉動(dòng)，這可以為了解這種振蕩如何與動(dòng)物從單細(xì)胞發(fā)育成復(fù)雜組織的器官、組織和四肢的模式相對(duì)應(yīng)提供新的見(jiàn)解。 胚胎工作由中國(guó)科學(xué)院和中國(guó)武漢華中科技大學(xué)的研究人員進(jìn)行。</p> <p>&nbsp;</p> <p>&ldquo;我們相信在胚胎中檢測(cè)到的大力振蕩對(duì)于推動(dòng)發(fā)育的早期階段非常重要。&rdquo;Wang 說(shuō)。</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(jí)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(jī)構(gòu)。</p> <p>&nbsp;</p> <p>美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院、國(guó)家科學(xué)基金會(huì)和中國(guó)國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)支持了這項(xiàng)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(diǎn)。</p> </blockquote>