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科普:纳米颗粒喂蠕虫可探细胞力

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【摘要】:
细胞产生的机械力被认为影响细胞和器官的功能,也与人类一些疾病相关。美国斯坦福大学日前发表的资讯公报显示,其研究人员尝试向蠕虫喂食特制的纳米颗粒来探测细胞力。这项跨学科研究有助于揭示细胞力如何在人体中发挥作用。  研究人员的最终目的是探测人体细胞产生的机械力。他们首先在通体透明的秀丽隐杆线虫身上测试细胞力探测技术。这是因为像在人体内一样,秀丽隐杆线虫体内的消化过程也需要机械力的磨碎和推移,研究人员可

    细胞产生的机械力被认为影响细胞和器官的功能,也与人类一些疾病相关。美国斯坦福大学日前发表的资讯公报显示,其研究人员尝试向蠕虫喂食特制的纳米颗粒来探测细胞力。这项跨学科研究有助于揭示细胞力如何在人体中发挥作用。

  研究人员的最终目的是探测人体细胞产生的机械力。他们首先在通体透明的秀丽隐杆线虫身上测试细胞力探测技术。这是因为像在人体内一样,秀丽隐杆线虫体内的消化过程也需要机械力的磨碎和推移,研究人员可以观察纳米颗粒在被消化过程中是如何反映细胞力情况的。

  在大约1毫米长的秀丽隐杆线虫消化纳米颗粒的过程中,研究人员对其照射近红外激光,纳米颗粒会随着周围压力的变化而改变发光的颜色,因此可以显示其所经受的细胞力的实时信息。当机械力从纳牛顿量级变化到微牛顿量级时,每个纳米颗粒发光的颜色相应地从红色变化到橙色。

  纳牛顿和微牛顿都是力的单位。这个数值非常小——地面上1千克物体所受重力是9.8牛顿,而1纳牛顿是十亿分之一牛顿,1微牛顿是百万分之一牛顿。

  领导研究的珍妮弗·迪翁说,细胞机械力对细胞或器官的命运及功能起到重要作用,比如人的心脏跳动、耳朵听到声音或者伤口愈合都需要细胞力的作用。细胞力的变化会影响到心脏病、癌症等许多疾病,纳米级的细胞力数据可用于疾病的早期检测。

  使用微小的纳米颗粒探测细胞力,意味着研究人员可以绘制高清晰度受力图,反映细胞间产生的推拉力情况。未来假如把这类具有良好生物兼容性的纳米颗粒注入人体的某个特定部位,比如伤口或肿瘤,实验室可以通过读取纳米颗粒颜色变化的数据,绘制反映特定部位周边细胞细微活动情况的受力图。

  研究团队对秀丽隐杆线虫体内的纳米颗粒拍摄了静态图像,下一步他们将捕捉纳米颗粒在一段时间内发光变色的动态图像,以了解纳米颗粒在被消化期间所经受的细胞力变化。

  除了研究健康的秀丽隐杆线虫,他们还将引入基因突变的秀丽隐杆线虫展开研究,分析基因表达对细胞力的影响。这将有助研究人员更好地认识消化系统及疝气等相关疾病的形成。

 

来源:新华网

http://www.xinhuanet.com/tech/2017-01/03/c_1120236538.htm

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