Only Perception: 奈米科技研究者發現癌細胞「感覺比較軟」

2007-12-03

奈米科技研究者發現癌細胞「感覺比較軟」

Nanotech researchers d4iscover cancer cells 'feel' much softer than normal cells
http://www.physorg.com/news115823674.html

December 02, 2007

UCLA 一個跨學門的科學家團隊利用先進的奈米技術，那測量細胞柔軟度，從癌症患者樣本的正常細胞中鑑別出轉移性癌症細胞。

這項研究，發表在 2007/12/02 Nature Nanotechnology 期刊的 AOP 上，代表研究者第一次能從癌症患者身上取得活細胞樣本，並應用奈米技術來分析它們，以決定它們是否為癌細胞。奈米科學的測量方法或能提供一種偵測癌症的可能新方法，尤其是那些來自於體腔液的細胞，要從那裡診斷，以目前的技術來說，相當具有挑戰性。這種方法或能協助為患者提供個人化的治療。

當癌症變成具有轉移性（metastatic），或入侵其他器官時，有病的細胞必定要在體內移動。因為細胞需要進入血流以及在緊密的結構空間（anatomical spaces）上機動，故癌細胞會較一般細胞更為有彈性，或柔軟。這些擴散中的、大肆入侵的癌細胞能導致液體在體腔（如胸腔、腹部）中增加。不過患者的體液增加，並非都代表癌細胞出現。如果體液能快速、精確地測試是否有癌症出現，腫瘤學家就能對「侵犯性治療應當如何給予」或者「是否需要進行必要的治療」做出更好的決定。

在研究中，研究者從肺癌、乳房癌與胰臟癌的病患身上收集胸腔的體液，一種相對來說較不具侵略性的步驟。在這種設置中診斷轉移性疾病的問題之一是，體腔液中的癌細胞與一般細胞在光學顯微鏡下看起來十分相似，Jianyu Rao 說，UCLA Jonsson 癌症中心的一位研究者，病理學與實驗室醫學副教授，同時也是該研究的資深作者。當癌細胞出現在體液當中時，約70% 的病例傳統診斷方法能夠偵測出來，缺失約 30% 的病例。

"當細胞被固定並以化學藥品染色後，我們通常在顯微鏡下觀察它們以偵測癌細胞，這真的是種過時方法，" Rao 說。"通常，癌細胞擁有較大的細胞核與其他難以捉摸的特徵。然而，來自於體腔液的正常細胞，在顯微鏡之下，看起來能與癌細胞幾乎一模一樣。在替腫瘤蛋白標記染色後，或能增進診斷精確度，但我們所缺乏的是一種判定癌細胞是否與普通細胞有不同機械特性的方法。"

奈米技術軍火庫中最貴重的工具之一，該團隊使用一具原子力顯微鏡（AFM）來測量細胞柔軟度。因為所分析的細胞不及人類頭髮直徑的一半，研究者需要相當精確與敏銳的儀器來測量細胞膜的抵抗力，James Gimzewski 化學與生物化學教授，California NanoSystems Institute 的成員之一，同時也是該研究的資深研究者。

"我們得要在不弄爆它的情況下，測量細胞的柔軟度，" Gimzewski 說。"否則，那就好像拿鐵鎚來測量一顆番茄的柔軟度。"

AFM 使用彈簧上一種微小的、尖銳的尖端來擠壓細胞表面，並測定柔軟程度。可以把它想成是醫生以手進行觸診的延伸，Gimzewski 說。這與你在市場比較二顆紅番茄一樣，其中一顆已爛掉，一顆正常。如果你拿在手上比較，你就能知道哪顆已經爛掉，基本上我們就是在做這件事。

在探測細胞後，AFM 會分配一個值來代表細胞的柔軟度，那是基於它所遇到的抵抗力。研究團隊所發現的是，癌細胞比一般細胞要柔軟許多，而且在癌症每個階段中的柔軟度都差異不大。同一樣本中的正常細胞顯得更加「硬挺」，而事實上指定給每一組的柔軟度值根本不會重疊，使得這種奈米機械測量法更加容易、精確。（譯註：後五段讚賞該研究的文字略。）

研究者下一步將探索這種奈米機械分析是否可用基於病患癌症細胞的特徵，將癌症治療個人化。這裡有治療轉移性癌症的標準藥物，Rao 說，不過因每位病患的差異而有不同的回應。如果研究者能事先測試癌細胞，那麼他們有可能採用讓細胞「硬起來」的療法，讓不健康的細胞無法在體內擴散。

※ 相關報導：

＊ Nanomechanical analysis of cells from cancer patients
http://www.nature.com/nnano/journal/vaop/ncurrent/abs/nnano.2007.388.html