微流体平台可模拟细胞分裂三维环境

 
    本报讯 据物理学家组织网近日报道，美国加州大学洛杉矶分校的生物工程学家开发了一种微流体平台，可模拟活体细胞分裂的三维环境，从机械上限制细胞，使癌细胞能在较长时间后分裂成3个甚至更多子细胞。相关研究报告发表在近期的《公共科学图书馆·综合》杂志在线版上。

    传统生物学认为哺乳动物的细胞在进行有丝分裂时，会由母细胞平均分裂成两个子细胞。有丝分裂由特定的生物化学“关卡”管理，以确保每个子细胞都能获得相等的亚细胞材料，如染色体或细胞器等，从而能更好地生成新细胞。然而，当这些“关卡”出现失误时，将导致不利的后果。例如，当新细胞获得额外的染色体或缺少应得的染色体，即出现非整倍体时，对于细胞分裂的管理就会中断，这也是许多侵入性癌症的关键特性。因此，细胞可在经历复杂的染色体运动编排后，分裂成两个以上的子细胞。而通过调查在染色体分离过程中可能导致管理不善的影响因素，科学家或能更加了解癌症的发展过程。

    该校亨利·萨缪理工程和应用科学学院的科学家表示，对比此前使用的培养瓶方式，新的微流体平台可在细胞成长和分裂时，以较高的分辨率对单个细胞进行显微观察。他们也希望借助这一平台更好地了解三维的机械环境在从良性肿瘤转变至恶性肿瘤的过程中发挥了什么作用。

    令人惊讶的是，研究小组发现机械限制能使单个癌细胞以更高的速率异常分裂成3个或4个子细胞。甚至有少数几次，他们观察到单个细胞能够分裂成5个子细胞，很有可能导向非整倍体的子细胞。虽然癌症可由一组精确的变异引发，但大多数的恶性肿瘤都具有非整倍体细胞，其原因仍无定论。而新型平台能为科研人员提供一种更可靠的方式，以便研究独特的肿瘤环境为何会促成非整倍体的产生。（张巍巍）