微流体芯片捕获转移的肿瘤细胞群

By LabMedica International staff writers
Posted on 28 Jul 2015

现已开发出一种微流体芯片，能捕获罕见的循环肿瘤细胞群，为了解肿瘤的扩散方式提供了重要的新见解。
肿瘤从原发肿瘤部位扩散至身体其他部位的方法之一是肿瘤细胞从原有部位分离并借助血流移动，这些循环的肿瘤细胞（CTC）非常罕见，单个细胞或成群细胞移动，新设备能捕获这些迁移的癌症细胞非常罕见的细胞群。

图片：荧光标记的癌细胞群平衡聚集在细胞群芯片内微柱的顶端（照片由Mehmet Toner博士，教授提供）。

Massachusetts General Hospital（Boston，MA，USA）的科研人员和他们的同事使用新的芯片捕捉和分析来自60名乳腺癌、前列腺癌和黑色素瘤转移患者的CTC群。设计的芯片通过许多微小三角形柱缓慢推动血液流动。这些微柱的排列方式为，每两个微柱推动细胞向第三根微柱的顶端移动。在微柱的顶端，单个细胞（包括血细胞和单个CTC）很容易从微柱的一侧滑动到另一侧，并连续通过芯片，直至达到下一根微柱部位；但CTC群在微柱顶端的左侧，在朝微柱下方拉动的反向力作用下，CTC群平衡悬在柱顶。
为确定名为细胞群芯片的设备的工作效率，研究团队向芯片内引入了荧光标记的细胞群，细胞群的大小在2-30个细胞范围内，并计数捕获的细胞群数量和流出芯片的未检测细胞的数量。血流速度为2.5mL/小时，芯片能捕获99%的含四个或更多细胞的细胞群，70%的含三个细胞的细胞群和41%的含两个细胞的细胞群。显微镜下比较捕获前和捕获后的细胞群，发现芯片整体上对细胞群的完整性没有不利影响。
生物医学成像和生物工程国家研究所（Bethesda，MD，USA）的负责人，Roderic I. Pettigrew医学博士说明，“随着针对免疫系统的癌症治疗方法增多，通过血液监控肿瘤与免疫细胞的相互作用具有很大价值。目前我们对CTC群及其在癌症病情恶化和癌症转移中的作用知之甚少。这项独特的技术可以捕获这些异常罕见的细胞群，以无创的方式进行进一步分析，为了解相关情况提供了一个令人兴奋的机会。这是一种突破性技术，对肿瘤研究有非常大的影响。”本研究已发表于2015年5月18日刊的Nature Methods（自然——方法学）杂志。

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Massachusetts General Hospital
生物医学成像和生物工程国家研究所