跟踪细胞内化学信号的新设备
2015-07-14 17:26:02   来源：微迷   评论：0   点击：

多伦多大学（University of Toronto）生物医学工程师发明了一种新型设备，该设备能够快速、精确监听人类细胞分裂的化学信息。进一步了解癌细胞的增长过程，为治疗癌症的药物提供新方向。

一种遍布全身且被称为激素的特定信号化学物质能够显示不同细胞的生长、分裂及增长情况。然而，不是所有的细胞都以同样的方式对这些信号作出反应。在罕见情况下，细胞对内部化学物质的反应会导致细胞生长不受控制，进而引发癌症。

来自多伦多大学的科研团队利用新兴数字微流体的力量对不同细胞反应进行观察，包括小水滴在一系列小电极周围往复运动，看上去像一个微型棋盘。发表于Nature Communications的论文解释了细胞在化学变化中如何以比之前快100倍的速度增长的。

近期，本文第一作者Alphonsus Ng说：通过应用正确的电压序列，我们可以创建电场，该电场能够吸引并移动含有化学溶液的液滴。

Ng和其团队的方法能帮助科学家将连续序列的化学物质输送到附着在棋盘表面的细胞群中。例如：含有激素的液滴能让细胞快速生长。几秒内，这一激素引发一种称为磷酸化级联反应的链式反应，以一种特定序列改变细胞内特定蛋白质。为进一步观察这些变化，科学家给其输入含有甲醛的液滴，这种物质可原位凝固全部蛋白质。随后他们输入含有荧光抗体的液滴，这种物质只与级联反应中改变了的蛋白质发生反应。通过显微镜能对这一变化过程进行跟踪，并且提供图像信息。

通过在不同时间间隔记录的图像信息，科学家可以看到级联反应的全过程。多伦多大学生物材料与生物医学工程研究所和唐纳利细胞及生物分子研究中心，化学系博士后研究员Dean Chamberlain说：每一张图片都是一张静态图像，但当你把它们全部合在一起时，就能看到动态的图像。

利用化学物序列来测定细胞对激素做出反应并不新鲜。但直到现在，将每一种化学物质快速加入序列中对科学家来说是一个很难突破的点。使用滴管或移液器将溶液滴入培养皿是非常麻烦的。Chamberlain说：既使用机器人，也不能达到理想效果。一般来说，两分钟就是最理想的标准。通过对比，新的微流体系统可以做到，将这一时间间隔缩短至数秒。

该团队将这一技术运用在乳腺癌细胞测定中，还发现了一些有趣的现象。Chamberlain说：我们可以探测到，在种群内其余细胞到达前5分钟，有大约10%的细胞快速做出强烈的反应。该团队推测这些快速反应者也许就与早期肿瘤形成有很大的关系，但是，这只是一个猜测，还需要更多的证据来验证。

科学家们长期以来都在怀疑是否真的存在某些癌细胞对信号的反应比其它细胞更快、更强烈，新设备就为此方面的研究提供了很好的方式。Ng说：通过观察这些出现相同反应速度的细胞，有助于我们更好地探究细胞的内部路线。该团队希望能探究出新的蛋白质或细胞类型（能对药物做出反应），借此研究出对抗癌症的药物。