研究人员开发新技术来研究细胞纳米力学

新加坡-麻省理工学院研究与技术联盟(SMART)和麻省理工学院激光生物医学研究中心(LBRC)的研究人员已经开发出一种研究细胞的新方法，为更好地了解癌症如何扩散和成为杀手p道。

这项新技术在题为“使用共聚焦反射干涉显微镜研究真核细胞的核酸包膜和质膜力学”的论文中进行了解释，该论文发表在著名的学术期刊《自然通讯》上。新型共聚焦反射干涉显微镜可提供1.5微米的深度分辨率和超过200皮米的高度测量灵敏度，可快速表征生物细胞中的纳米级核酸包膜和质膜波动。它使研究人员能够利用这些波动来理解关键的生物学问题，例如核僵硬度在癌症转移和遗传疾病中的作用。

当前的核力学方法是侵入性的，因为它们要么需要诸如拉伸之类的机械操作，要么需要注入“照亮”核以观察其形状的荧光探针。这两种方法都将不希望地改变细胞的固有特性，限制了对细胞机制，疾病诊断和基于细胞的疗法的研究。使用共聚焦反射干涉显微镜，我们可以研究生物细胞的核力学，而不会影响它们的天然特性。”

尽管科学家们可以在几分钟内研究大约100个细胞，但他们相信该系统可以在将来进行升级，以将吞吐量提高到成千上万个细胞。

麻省理工学院教授，LBRC MIT主任，SMART BioSyM首席研究员Peter So博士说：“当今，许多疾病机制尚不完全清楚，因为我们缺乏观察细胞核在受到压力时如何变化的方法。” “例如，人们通常不是死于原发性癌症，而是死于原发部位癌细胞转移后形成的继发性癌症-医生不知道为什么癌症会变得具有侵略性以及何时发生。核力学起着至关重要的作用。癌细胞在癌细胞转移中的作用，因为癌细胞必须“挤压”血管壁进入血流，并在进入新位置时再次出现，这就是为什么研究核力学的能力对于我们对癌症形成和诊断的理解如此重要的原因和治疗。”

借助新的干涉显微镜，LBRC的科学家正在研究癌细胞受到机械应力时的情况，特别是在外渗过程中，为新的癌症治疗铺平了道路。此外，科学家还能够使用相同的技术来研究“ lamin突变”对核力学的影响，从而导致罕见的遗传疾病，例如早衰症，导致幼儿快速衰老。

共聚焦反射干涉显微镜还可以在其他领域应用。例如，该技术具有研究完整活组织内细胞力学的潜力。借助这项新技术，科学家们可以揭示肝脏等人体主要器官内的生物过程，从而获得更安全，更准确的细胞疗法。细胞治疗是新加坡的一个主要重点领域，政府最近宣布将增加8000万新元的生产，以生产作为药物的活细胞。

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