ATA-2042高压放大器在细胞的剪切应力传感器研究中的应用

news2024/11/16 21:23:03

　　微流控技术是一种通过微小的通道和微型装置对流体进行精确操控和分析的技术。它是现代医学技术发展过程中的一种重要的生物医学工程技术，具有广泛的应用前景和重要性。它在高通量分析、个性化医疗、细胞筛选等方面有着巨大的潜力，Aigtek安泰电子今天就将为大家分享一篇微流控领域研究成果，一起接着往下看吧~

　　医学界发现肿瘤细胞会通过内渗的方式进入血管，随着血液的流动扩散到身体的各个部位。与此同时，科学家们也普遍意识到，较高的剪切力会对细胞造成致命的损伤，而相对低的剪切应力则有利于细胞在循环中存活。因此，细胞在通过内渗进入血管时，会选择流体剪切应力较低的路径。然而这些细胞到底是如何感应剪切应力并做出判断，以及如何实现择路而行这一举措，依然是一个未解的问题。

　　近期，The Johns Hopkins University的Konstantinos Konstantopoulos教授团队在Science Advances发表题为The fluid shear stress sensor TRPM7 regulates tumor cell intravasation的文章。该团队通过微流控芯片模拟了细胞内渗迁移的过程，并基于正常(非癌)或肿瘤细胞在从迁移到内渗过程中感知和响应剪切应力的能力提供了一种分子层面的解释：(TRPM7)是关键的流体剪切传感器。TRPM7 活性越高, 细胞对剪切力越敏感，迁移能力越弱。同时阐明了TRPM7感应下游的信号通路。

　　首先，该团队设计了一款拥有三维狭长通道的微流控芯片（图1A）。肿瘤细胞在人体内扩散时需要穿过的细胞外基质内的狭小通道，这些通道的宽度由3微米至30微米不等，长度有的可达600微米。而这款芯片有两条较宽的近似2维并互相平行的扁平流道（W=400um;H=30um），其间又由一排垂直于这两条流道并互相平行的微流道（W=10,20,or50um;H=10um;L=200um）连通。该芯片上的微流道可用来模拟细胞扩散的途径，再通过调整两侧二维流道内液体流速，就能提供静止或剪切力环境。

　　该团队于是比较了在不同尺寸的通道内，不同细胞（原代人皮肤成纤维细胞，人类新生包皮成纤维细胞以及中国仓鼠卵巢细胞）在剪切力作用下的表现。结果显示，不同细胞在不同宽度的流道内，都出现了明显的遇到剪切力（爬出微流道，接触到存在剪切力的二微流道）时回缩的现象（图1.B-E）。理论上,钙(Ca2+)信号有助于持续的细胞迁移，趋化，和对物理线索的反应。为了验证它与这里细胞遇剪切力回缩的现象有关，团队在成纤维细胞上加载了钙离子指示剂染料，并由此观察到钙离子流动量在遇到剪切力时急剧提升（图1F）。最终，得出结论：成纤维细胞在其前缘感知到剪切流时，导致钙内流，细胞逆转迁移方向。