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機械限制使癌細胞高速異常分裂

日期:2012-07-31 08:34:37

美國加州大學洛杉磯分校的生物工程學家開發了一種微流體平臺,可模擬活體細胞分裂的三維環境,從機械上限制細胞,使癌細胞能在較長時間后分裂成3個甚至更多子細胞。相關研究報告發表在近期的《公共科學圖書館—綜合》雜志在線版上。

 

傳統生物學認為哺乳動物的細胞在進行有絲分裂時,會由母細胞平均分裂成兩個子細胞。有絲分裂由特定的生物化學“關卡”管理,以確保每個子細胞都能獲得相等的亞細胞材料,如染色體或細胞器等,從而能更好地生成新細胞。然而,當這些“關卡”出現失誤時,將導致不利的后果。例如,當新細胞獲得額外的染色體或缺少應得的染色體,即出現非整倍體時,對于細胞分裂的管理就會中斷,這也是許多侵入性癌癥的關鍵特性。因此,細胞可在經歷復雜的染色體運動編排后,分裂成兩個以上的子細胞。而通過調查在染色體分離過程中可能導致管理不善的影響因素,科學家或能更加了解癌癥的發展過程。

 

該校亨利·薩繆理工程和應用科學學院的科學家表示,對比此前使用的培養瓶方式,新的微流體平臺可在細胞成長和分裂時,以較高的分辨率對單個細胞進行顯微觀察。他們也希望借助這一平臺更好地了解三維的機械環境在從良性腫瘤轉變至惡性腫瘤的過程中發揮了什么作用。

 

令人驚訝的是,研究小組發現機械限制能使單個癌細胞以更高的速率異常分裂成3個或4個子細胞。甚至有少數幾次,他們觀察到單個細胞能夠分裂成5個子細胞,很有可能導向非整倍體的子細胞。雖然癌癥可由一組精確的變異引發,但大多數的惡性腫瘤都具有非整倍體細胞,其原因仍無定論。而新型平臺能為科研人員提供一種更可靠的方式,以便研究獨特的腫瘤環境為何會促成非整倍體的產生。

 


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