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太空 3D 結構培養癌細胞:似在人體內生長將幫助治癌
[ 來源:生物谷   發布日期:2017-06-15 09:49:35  責任編輯:  瀏覽次 ]

納米 3D 生物科學公司在人類肺癌細胞上添加黃金原子,這些原子較緊密地與細胞膜結合在一起,從而使它能夠被磁鐵控制。圖中是在培養皿中生長的細胞,在磁場作用下它們懸浮起來。

 


 
人體內癌細胞以 3D 結構進行生長,差不多能夠達到球狀。右圖是一個球狀肝癌細胞。
 
 
 
 

 

       據國外媒體報道,目前,研究人員在國際空間站進行實驗培育癌細胞,未來將有助于發現治療癌癥的重要線索。
      癌細胞在人體內以 3D 結構生長,發育接近球狀,但是當研究人員在試管或者培養皿中培育時,癌細胞將以 2D 層狀結構生長。在太空環境下,癌細胞能夠以 3D 結構生長,但是微重力很難將它們固定,因此研究人員培育添加黃金原子的癌細胞,并使用磁場進行控制。
      當前癌癥研究依賴于在地球上培養皿中培育細胞,但是控制這些細胞具有很大的挑戰。然而,太空微重力環境處理細胞培養皿也有一定的難度,在國際空間站進行細胞研究中,優化處理技術是至關重要的。  在太空中培育細胞對于癌癥研究是至關重要的,癌細胞在太空中像在人體內一樣,以 3D 結構不斷地生長。地球上癌細胞在試管或者培養皿中以 2D 層狀結構生長,美國科羅拉多大學生物學服務太空技術研究助理路易斯·齊娥(Luis Zea)博士說:“雖然它是相同物質,但是不同外形下卻改變了許多。如果不在正確的外形結構下,將很難進行精確的實驗。”
      然而,由于微重力下培育細胞具有一定難度,研究人員使用一種涉及到磁鐵的技術,能夠在國際空間站更好地控制細胞。這一最新計劃叫做“磁性 3D 細胞培育調查”,使用了生物打印技術,利用磁力控制細胞培育。
      研究人員在人類肺癌細胞中添加了黃金原子,這些黃金原子與細胞膜緊密結合在一起,這樣就可以用磁鐵來操控它們。齊娥博士說:“這種技術可能使我們以當前不可能的方式在太空培育細胞,我們可以利用這些癌細胞,并確保它們成為我們想要的細胞。例如:在培養皿中添加新鮮介質或者固定劑時,細胞很有可能會移動,這將影響實驗參數特征。之后添加磁性粒子,我們使用磁鐵將這些癌細胞固定起來。”  同時,生物打印技術能夠盡可能確保細胞在太空培養液中以 2D 結構形式生長,這是它們在地球上自然生長方式。齊娥博士說:“在地球上科學家將細胞放置在生物膜介質上,之后細胞在生物膜上生長。但是這種狀況在太空環境下是不會發生的,因為沒有充足的引力使它們固定在生物膜表面。”
      所以現在我們在地面的介質上培育細胞,發射至太空之后進行實驗。有了磁性粒子,我們在太空環境可以像在地面上一樣培育生長細胞。這種 2D 細胞培養方法為太空培養細胞提供了控制策略,并能與地面研究進行對比分析。
      此外,納米 3D 生物科學公司首席調查員格勞科·索薩(Glauco Souza)博士和同事研究表明,在地面上進行實驗時,黃金納米微粒不會干涉生物進程。
太空環境使用生物打印技術也應用于 3D 細胞培養研究,太空中細胞以 3D 結構生長,幾十年研究表明,細胞在活生物體內生長和功能更具代表性。研究人員可能使用這項技術控制 3D 培養細胞類似一個特定目標,例如:特殊的癌細胞。
       齊娥說:“這項調查研究測試了一項最新技術,便于其他科學家識別如何應用于他們的研究領域。”同時,這項實驗是基于國際空間站現有硬件設施進行的。

 

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