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隨著癌癥的發展,腫瘤細胞會離開實體瘤進入血液循環,由此轉移到機體的其它部位。與單個循環腫瘤細胞(CTC)相比,CTC群可以更有效的在機體內擴散。過去人們普遍認為CTC群太大,無法穿過狹窄的毛細血管。麻省總醫院(MGH)的研究人員在美國國家科學院院刊PNAS雜志上發表文章反駁了這一觀點,并且提出了降低CTC群轉移能力的新策略。

研究顯示,幾十個癌細胞可以排成一列穿過毛細血管大小的窄道。“現有理論認為,癌癥遠端轉移源自于單個CTC播下的種子。我們的工作挑戰了這一觀點,”MGH的Sam Au博士說。“這將改變人們對癌轉移起始的認識,開發更好的途徑來對抗癌轉移。”

早在幾十年前人們就意識到CTC群推動癌轉移的能力很強,但還不清楚CTC群在血液循環中的具體行為。研究人員開發了帶有細小管道的微流體裝置,這些管道大約5-10微米寬,相當于人類最小的血管。他們對CTC群進行了一系列實驗,發現這些細胞能夠通過微流體裝置上最小的管道。

研究顯示,CTC群會展開成一連串單細胞,依次通過狹窄的通道,隨后重新形成細胞群。這些細胞在窄道中通過之前的互作彼此聯系,強連接多半能繼續維持,弱連接可能會暫時喪失。進一步研究表明,CTC群穿過窄道的速度取決于其中最大的細胞,而不是整個細胞群的規模。用破壞細胞粘附的因子(包括化療藥物紫杉醇)處理CTC群雖然不會立刻造成影響,但這些細胞通過窄道之后難以集合,會分散成單細胞或者較小的聚集體。為了了解CTC群在活細胞血管中的行為,研究人員用斑馬魚胚胎進行了研究。斑馬魚胚胎的血管與人類毛細血管差不多大而且是透明的。他們的實驗證實,人類CTC群以單細胞形式通過斑馬魚胚胎的血管。

在許多癌癥中,癌細胞的擴散才是最致命的威脅。人們往往可以通過手術、藥物、化療或者放療成功治療原發瘤,然而一旦癌癥擴散到機體的其他器官就很難再進行遏制。科學家們一直在嘗試阻斷癌細胞的轉移途徑,但目前成效并不理想。研究人員指出,CTC群在窄道中的表現依賴于細胞之間的粘附強度,改變這一強度可以限制CTC群的移動能力,進而降低癌轉移機率。前列腺腫瘤很容易轉移到骨組織,而這樣的轉移很難用傳統方法進行檢測。這個問題大大影響了醫生們對癌癥的監控和治療。現在一項新研究指出,只需要簡單抽血就可以解決這個問題,監控腫瘤的演化和轉移。Broad研究所的科學家們在Nature Biotechnology雜志上發表文章,描述了一個模塊化的新技術平臺。該平臺可以收集前列腺癌患者血液中的CTC,對其進行外顯子組測序和分析,揭示高度可信的單核苷酸突變。

美國西北大學的科學家們開發了一個檢測血液CTC的簡便工具,NanoFlare。NanoFlare是首個能在復雜基質(血液)中檢測循環腫瘤細胞的遺傳學方法。這個微小的核酸球具有金納米顆粒核心和單鏈DNA“照明彈”。即使只有痕量的靶標存在,NanoFlare也能進入并點亮細胞。這一技術發表在美國國家科學院院刊PNAS雜志上。腫瘤學家通常依賴侵入性的活組織檢查和非侵入性的成像手段來追蹤腫瘤的大小、擴增以及對治療的響應。然而,循環腫瘤細胞(CTC)帶來了一種前途光明的新方法。Jeffrey M. Perkel回顧了分離和研究這些腫瘤風向標的方法。

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