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太空 3D 结构培养癌细胞:似在人体内生长将帮助治癌
[ 来源:生物谷   发布日期:2017-06-15 09:49:35  责任编辑:  浏览次 ]

 3D 生物科学公司在人类肺癌细胞上添加黄金原子,这些原子较紧密地与细胞膜结合在一起,从而使它能够被磁铁控制。图中是在培养皿中生长的细胞,在磁场作用下它们悬浮起来。

 


 
人体内癌细胞以 3D 结构进行生长,差不多能够达到球状。右图是一个球状细胞。
 
 
 
 

 

       据国外媒体报道,目前,研究人员在国际空间站进行实验培育癌细胞,未来将有助于发现治疗癌症的重要线索。
      癌细胞在人体内以 3D 结构生长,发育接近球状,但是当研究人员在试管或者培养皿中培育时,癌细胞将以 2D 层状结构生长。在太空环境下,癌细胞能够以 3D 结构生长,但是微重力很难将它们固定,因此研究人员培育添加黄金原子的癌细胞,并使用磁场进行控制。
      当前癌症研究依赖于在地球上培养皿中培育细胞,但是控制这些细胞具有很大的挑战。然而,太空微重力环境处理也有一定的难度,在国际空间站进行细胞研究中,优化处理技术是至关重要的。  在太空中培育细胞对于癌症研究是至关重要的,癌细胞在太空中像在人体内一样,以 3D 结构不断地生长。地球上癌细胞在试管或者培养皿中以 2D 层状结构生长,美国科罗拉多大学生物学服务太空技术研究助理路易斯·齐娥(Luis Zea)博士说:“虽然它是相同物质,但是不同外形下却改变了许多。如果不在正确的外形结构下,将很难进行精确的实验。”
      然而,由于微重力下培育细胞具有一定难度,研究人员使用一种涉及到磁铁的技术,能够在国际空间站更好地控制细胞。这一最新计划叫做“磁性 3D 细胞培育调查”,使用了生物打印技术,利用磁力控制细胞培育。
      研究人员在人类肺癌细胞中添加了黄金原子,这些黄金原子与细胞膜紧密结合在一起,这样就可以用磁铁来操控它们。齐娥博士说:“这种技术可能使我们以当前不可能的方式在太空培育细胞,我们可以利用这些癌细胞,并确保它们成为我们想要的细胞。例如:在培养皿中添加新鲜介质或者固定剂时,细胞很有可能会移动,这将影响实验参数特征。之后添加磁性粒子,我们使用磁铁将这些癌细胞固定起来。”  同时,生物打印技术能够尽可能确保细胞在太空培养液中以 2D 结构形式生长,这是它们在地球上自然生长方式。齐娥博士说:“在地球上科学家将细胞放置在生物膜介质上,之后细胞在生物膜上生长。但是这种状况在太空环境下是不会发生的,因为没有充足的引力使它们固定在生物膜表面。”
      所以现在我们在地面的介质上培育细胞,发射至太空之后进行实验。有了磁性粒子,我们在太空环境可以像在地面上一样培育生长细胞。这种 2D 细胞培养方法为太空培养细胞提供了控制策略,并能与地面研究进行对比分析。
      此外, 3D 生物科学公司首席调查员格劳科·索萨(Glauco Souza)博士和同事研究表明,在地面上进行实验时,黄金微粒不会干涉生物进程。
太空环境使用生物打印技术也应用于 3D 细胞培养研究,太空中细胞以 3D 结构生长,几十年研究表明,细胞在活生物体内生长和功能更具代表性。研究人员可能使用这项技术控制 3D 培养细胞类似一个特定目标,例如:特殊的癌细胞。
       齐娥说:“这项调查研究测试了一项最新技术,便于其他科学家识别如何应用于他们的研究领域。”同时,这项实验是基于国际空间站现有硬件设施进行的。

 

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