狗可以利用它們令人難以置信的嗅覺(jué)來(lái)嗅出人類呼吸、血液和尿液樣本中各種形式的癌癥。同樣，在實(shí)驗(yàn)室中，一種更簡(jiǎn)單的生物體，即秀麗隱桿線蟲，通過(guò)追蹤氣味軌跡向癌細(xì)胞蠕動(dòng)?，F(xiàn)在，科學(xué)家們報(bào)告了一種使用微小蠕蟲檢測(cè)肺癌細(xì)胞的設(shè)備。這種“芯片上的蠕蟲”有朝一日可以幫助醫(yī)生在早期無(wú)創(chuàng)診斷癌癥。
參與該項(xiàng)目的研究生 Nari Jang 說(shuō)，癌癥的早期診斷對(duì)于有效治療和生存至關(guān)重要。因此，癌癥篩查方法應(yīng)該是快速、簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)和無(wú)創(chuàng)的。目前，醫(yī)生通過(guò)影像學(xué)檢查或活組織檢查來(lái)診斷肺癌，但這些方法通常無(wú)法在早期階段檢測(cè)到腫瘤。盡管可以訓(xùn)練狗嗅出人類癌癥，但將它們放在實(shí)驗(yàn)室中并不實(shí)用。因此，該項(xiàng)目的首席研究員 Jang 和 Shin Sik Choi 博士決定使用稱為線蟲的蠕蟲，這種蠕蟲很小(約 1 毫米長(zhǎng))，易于??在實(shí)驗(yàn)室中生長(zhǎng)，并且具有非凡的嗅覺(jué)，開發(fā)非侵入性癌癥診斷測(cè)試。
“與正常細(xì)胞相比，肺癌細(xì)胞會(huì)產(chǎn)生一組不同的氣味分子，”韓國(guó)明知大學(xué)的 Choi 說(shuō)。“眾所周知，居住在土壤中的線蟲C. elegans會(huì)被某些氣味吸引或排斥，因此我們想出了一個(gè)想法，即蛔蟲可用于檢測(cè)肺癌。” 其他研究人員已將線蟲放入培養(yǎng)皿中并添加人尿滴，觀察到線蟲優(yōu)先爬向癌癥患者的尿液樣本。Jang 和 Choi 想要制作一種準(zhǔn)確、易于測(cè)量的測(cè)試形式。
因此，該團(tuán)隊(duì)用聚二甲基硅氧烷彈性體制作了一個(gè)芯片，該芯片的每一端都有一個(gè)孔，通過(guò)通道連接到一個(gè)中央腔室。研究人員將芯片放在瓊脂板上。在芯片的一端，他們??添加了一滴來(lái)自肺癌細(xì)胞的培養(yǎng)基，在另一端，他們??添加了來(lái)自正常肺成纖維細(xì)胞的培養(yǎng)基。他們將蠕蟲放置在中央腔室中，一個(gè)小時(shí)后，他們觀察到比正常培養(yǎng)基更多的蠕蟲爬向肺癌培養(yǎng)基。相比之下，具有稱為 odr-3 的氣味受體基因突變的蠕蟲沒(méi)有表現(xiàn)出這種優(yōu)先行為。
基于這些測(cè)試，研究人員估計(jì)該設(shè)備在檢測(cè)稀釋細(xì)胞培養(yǎng)基中的癌細(xì)胞方面的效率約為 70%。他們希望通過(guò)使用之前暴露于癌細(xì)胞介質(zhì)中的蠕蟲來(lái)提高該方法的準(zhǔn)確性和靈敏度，因此對(duì)癌癥特異性氣味分子有“記憶”。一旦該團(tuán)隊(duì)優(yōu)化了用于檢測(cè)培養(yǎng)的肺癌細(xì)胞的芯片蠕蟲，他們計(jì)劃繼續(xù)測(cè)試尿液、唾液甚至人類呼出的氣體。“我們將與醫(yī)生合作，以確定我們的方法是否可以在早期檢測(cè)患者的肺癌，”Choi 說(shuō)。他們還計(jì)劃在多種形式的癌癥上測(cè)試該設(shè)備。
在使用芯片蠕蟲的其他研究中，研究人員確定了吸引秀麗隱桿線蟲對(duì)肺癌細(xì)胞的影響，包括一種稱為 2-乙基-1-己醇的揮發(fā)性有機(jī)化合物，它具有花香。“我們不知道為什么秀麗隱桿線蟲會(huì)被肺癌組織或 2-乙基-1-己醇所吸引，但我們猜測(cè)它們的氣味類似于它們最喜歡的食物的氣味，”Jang 說(shuō)。
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