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研究人员开发了非接触探针来分析肿瘤内的单个细胞

时间:2021-07-22 18:18

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纽约大学阿布扎比分校(NYU Abu Dhabi, NYUAD)的研究人员开发了一种特殊的非接触多物理探针(NMP),使他们能够从单个肿瘤细胞中收集细胞质样本,而不破坏其在原始组织中的空间结构。这个小工具也可以用来将外来物质引入组织内的选定细胞,以改变它们的基因组成。因此,NMP将促进进一步的研究,以提高目前对包括癌症和阿尔茨海默症在内的疾病基本构成部分的了解,并导致新疗法的开发。此外,这可能会为干细胞生物学和重编程领域带来一个强大的工具。

这种新的、高精度的技术也可能为世界上最雄心勃勃的基因项目——人类细胞图谱——做出贡献,它使序列、非侵入性和多路基因操作和亚细胞“活检”取样成为可能,只需一个工具。

分析单细胞的同时保持与原始肿瘤相同的空间结构的能力是理解肿瘤内细胞多样性和异质性的基础。因此,在单细胞的自然生理环境中开发探测和分析单细胞的工具是至关重要的。

在他们的研究中,用于时空分辨单细胞操作和分析的非接触多物理探针发表在《Small》杂志上,NYUAD机械和生物医学工程助理教授、高级微流体和微设备实验室首席研究员Mohammad A. Qasaimeh和他的团队介绍了开发新技术的过程。该团队建立在他们之前在3D打印微流体探针的努力和他们最近发展的微电流体探针细胞分离和模式。然而,该NMP显著小型化,可实现单细胞操作,设计先进,可用于亚细胞操作,设备集成了电气元件,可用于单细胞刺激。

“这是类似于收集病人的血液样本针与肌肤之间没有身体接触,在NMP的情况下,病人是一个癌细胞,“针”是五倍比人类头发和细利用电信号通过细胞膜穿刺,第一作者、卡塞梅教授团队的前博士生阿约拉·t·布里莫(Ayoola T. Brimmo)说。

使用先进的3D打印工具,团队通过快速迭代创建了200多个原型,并促进了在NMP顶端添加3D微电极。NMP有效地从单个癌细胞中提取rna,并将合成的dna(质粒)引入单个癌细胞,同时保持细胞在其组织样结构中,而不影响其他邻近细胞。

Qasaimeh说:“我们开发的NMP可以指导单细胞更深入的基因分析,以及对癌症和其他复杂疾病更基本的理解。”“我们未来的研究目标是增加NMP的吞吐量,以及提高瞄准亚细胞成分的精度。我们希望这些发展能够使我们对所有生命形式的基本内部工作方式有前所未有的了解。”