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捕捉肿瘤细胞的新技术——不放过任何漏网之鱼
2021-11-26 09:05:21
来源:文章来源于网络
“典型的7到10毫升血液样本可能只含有少量CTC,”电气与计算机工程学院教授、该项目主要研究人员毛雷东说,“它们隐藏在全血中,含有数百万白细胞。获得足够的CTC以供科学家研究和理解是一个挑战。”
循环肿瘤细胞也很难分离,因为在数百个CTC样本中,单个细胞可能表现出许多特征。一些类似于皮肤细胞,而另一些类似于肌肉细胞。它们的大小也会有很大差异人们经常把寻找CTC比作大海捞针,”毛说,但有时针甚至不是针。“为了更快更有效地分离这些稀有细胞进行分析,毛和他的团队发明了新的微流控芯片,它可以捕获血液样本中几乎所有的CTC——超过99%——比大多数现有技术高得多
 
 
研究小组称其检测CTC的新方法为“集成铁流体动力细胞分离(IFCs)”他们在《皇家化学学会芯片实验室》(Royal Society of chemistry’s lab on a chip)杂志上概述了他们的发明。康奈尔大学细胞和发育生物学助理教授、该项目的合作伙伴梅丽莎·戴维斯(Melissa Davis)说,这种新设备可能在乳腺癌治疗中具有“变革性”。戴维斯说:“医生只能治疗他们能检测到的东西。”我们通常无法检测某些CTC亚型,但使用IFCs设备,我们将捕获CTC的所有亚型,甚至确定哪些亚型在复发和疾病进展中最有用。“
 Davis认为,这种设备最终可能使医生能够比现有方法更早地评估患者对特定治疗的反应
 
尽管大多数捕获循环肿瘤细胞的努力集中于识别和分离血液样本中的少量潜在CTC,IFCs采取了完全不同的方法,消除了样本中所有非循环肿瘤细胞的物质
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该设备大约有USB驱动器大小,通过一根比头发直径小的管道输送血液。为了准备血液进行分析,研究小组在样本中加入了微米大小的磁珠。样本中的白细胞附着在这些珠子上。当血液流经该装置时,芯片顶部和底部的磁铁将白细胞及其磁珠吸引到特定通道,同时循环的肿瘤细胞继续进入另一个通道
 
该装置在微流控芯片中结合了三个步骤,这是对现有技术的改进,每一步都需要一个单独的装置。“第一步是过滤血液中的大碎片,”化学系博士生、论文合著者杨柳说。“第二步是耗尽多余的磁珠和大部分白细胞。第三步是将剩余的白细胞集中在通道中心,并将CTC推到侧壁上。”文章合著者赵武军说:“我们的集成设备的成功之处在于,它可以丰富几乎所有的CTC,而不管它们的大小和抗原表达如何。我们的研究结果可能为癌症研究界提供当前基于蛋白质或基于大小的浓缩技术可能缺少的关键信息。“
 
研究人员说,他们的下一步包括使IFC自动化,并使其更易于在临床环境中使用。他们还需要通过临床试验。毛和他的同事们希望更多的合作伙伴加入他们的行列,并将他们的专业知识应用到该项目中。
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