循环肿瘤细胞捕获微纳技术

循环肿瘤细胞被认为是肿瘤转移的一个重要因素，其精确检测对监控患者病情、治疗效果以及预测预后具有重要的临床指导意义。然而，由于在外周血中的循环肿瘤细胞个数极少，对它的检测要求使用高特异性、高灵敏度的快速检测技术。近些年纳米技术的发展为循环肿瘤细胞的检测提供了新的机遇。文章综述了近年来循环肿瘤细胞分离与检测技术的研究进展，重点介绍了纳米材料、微流控技术在循环肿瘤细胞捕获中发挥的重要性。     

肿瘤的液体活检研究进展

癌症是影响人类寿命的主因之一。与临床上常用的组织活检技术相比,液体活检作为癌症的一种检测手段,具有非侵入性、准确性高、取样简便、价格低廉等多种显著优势。液体活检在多种癌症,包括肺癌、宫颈癌、前列腺癌等的早期检测、动态监测和靶向治疗上均表现出很大的潜力,为癌症的检测和治疗提供了新的技术手段和研究思路。液体活检常常采用循环肿瘤DNA、循环肿瘤细胞和外泌体作为检测癌症病程的标志物,以PCR、NGS、ELISA等生命科学研究中常用的技术为基础方法,利用多种指标作为评判癌症病程的依据。文章综述了循环肿瘤DNA、循环肿瘤细胞和外泌体作为肿瘤液体活检标志物的检测原理,以及它们在临床应用方面近5年的研究进展。     

循环肿瘤细胞与肿瘤精准医学

循环肿瘤细胞(circulating tumor cells, CTCs) 于1869年被发现和首次报道,但其临床意义尚未得到充分认识。最近20多年来,伴随生命医学研究和技术的快速进展,CTCs的生物学研究日益系统深入,在肿瘤精准和个体化医学中开始展示巨大的应用潜力。为此,文章首先介绍和综述CTCs的基本生物学,包括CTCs和CTC簇的产生、迁移散播、异质性及其与肿瘤进展和转移的关系,而后着重论述循环肿瘤细胞的分离、纯化方法学的原理、技术进展和流程,并综述分离纯化后的分子检测与分析,最后简述和展望CTCs相关技术在肿瘤精准与个体化医疗中的潜在应用。     

阻断循环肿瘤细胞免疫检查点HLA-E:CD94-NKG2A抑制肿瘤转移

<正>肿瘤细胞的转移扩散是癌症相关死亡的主要原因.从原发灶肿瘤脱落的循环肿瘤细胞(circulating tumor cells, CTCs)被认为是肿瘤远端转移的“种子”[1].阐明肿瘤细胞转移扩散的潜在机制、开发针对肿瘤转移“种子”细胞的新型治疗策略对抑制肿瘤转移具有重要意义.近年来,随着人们对肿瘤免疫逃逸的认知,实体肿瘤原发或转移灶肿瘤微环境中肿瘤细胞与不同类型的免疫细胞之间的免疫检查点分子已经得到了广泛的研究,并被应用于肿瘤的临床治疗.     

基于多元方差分析的成对肿瘤SNP array数据分段算法

单核苷酸多态性微阵列(SNP array)技术是近年来获得快速发展的一种高通量生物芯片技术,可以有效地对肿瘤细胞中的染色体变异进行检测.本文针对癌症药物治疗前后肿瘤的染色体变异的成对SNP array数据,提出了一种基于多元方差分析二维统计量的全新染色体异常区域分段算法.对模拟SNP array数据的测试表明,该算法可以精确地将成对肿瘤数据异常区域进行分段,其结果明显好于现有的循环二元分割(CBS)算法.同时,ROC性能曲线分析显示本文算法具有较好的抗噪性能.对赫赛汀治疗前后的成对乳腺癌SNP array数据的分析结果显示,该算法可准确地检测出重要致癌基因ERBB2在治疗前后的拷贝数变化.上述结果表明这种基于多元方差分析的算法是一种有效的SNP array数据分析工具.     

寻觅肿瘤DNA片段的液体活检技术——维克多·韦尔卡斯卡访谈录

<正>约翰·霍普金斯大学西德尼·金梅尔综合癌症防治中心的肿瘤生物学副主任、肿瘤学家维克多·韦尔卡斯卡(Victor Velculescu,上图)在接受《自然》杂志采访时,描述了循环肿瘤DNA是如何提高对大肠癌的诊断和治疗效果。液体活检技术的临床进展记者:什么是循环肿瘤DNA(ct DNA)?它是怎样帮助诊疗大肠癌的?维克多:循环肿瘤DNA(ct DNA)是一些从肿瘤细胞逃逸至血液中的DNA片段。它们可提供帮助我们监测和分析疾病的基因线索。尤其是当我们不     

低品位热能驱动的高效热化学吸附式制冷研究

热化学吸附式制冷是一种以低品位热能驱动的节能环保型绿色制冷技术, 利用吸附剂与制冷剂之间可逆化学反应的热效应实现制冷效果. 主要介绍了热化学吸附式制冷循环技术的国内外研究现状, 在传统单效热化学吸附制冷循环的基础上, 评述了回质回热型热化学吸附制冷循环、双效热化学吸附制冷循环、多效热化学吸附制冷循环、双重热化学吸附制冷循环及基于内部回热技术的双效双重热化学吸附制冷循环等几种典型的高效吸附制冷循环技术, 并对热化学吸附式制冷技术的主要发展方向进行了阐述.     

转基因肿瘤细胞可对抗癌症

正在小鼠身上的试验表明,转基因癌细胞可以表达一种抗癌细胞因子移生于肿瘤,并抑制其发展。五年前,纽约市纪念斯隆凯特林癌症中心的科学家们发现,循环肿瘤细胞(CTCs)既可以移生于新的转移瘤,也可以再回到原发肿瘤细胞。正是利用CTCs的这种双向运动,新墨西哥大学的研究人员及其同事们给小鼠注射了转基因CTCs,可表达一种抗     

转录因子与肿瘤糖代谢

能量代谢重编程是肿瘤的重要特征之一.快速增殖的肿瘤细胞以高速率的糖酵解为主要的供能方式,促进肿瘤对缺氧等应激环境的适应,增加肿瘤的恶性潜能.转录因子对糖代谢基因的调控是肿瘤能量代谢重编程的重要机制之一.低氧诱导因子1(hypoxia inducible factor-1,HIF-1),c-Myc,p53,NK-κB等作为调控糖代谢的主要转录因子影响糖酵解、三羧酸循环中相关基因的表达,同时糖代谢酶或产物也能反馈调节转录因子的活性.转录因子与糖代谢的相互作用关系为靶向代谢的抗癌药物的研究提供了新思路.     

转录因子与肿瘤糖代谢

能量代谢重编程是肿瘤的重要特征之一. 快速增殖的肿瘤细胞以高速率的糖酵解为主要的供能方式, 促进肿瘤对缺氧等应激环境的适应, 增加肿瘤的恶性潜能. 转录因子对糖代谢基因的调控是肿瘤能量代谢重编程的重要机制之一. 低氧诱导因子1 (hypoxia inducible factor-1, HIF-1), c-Myc, p53, NK-κB等作为调控糖代谢的主要转录因子影响糖酵解、三羧酸循环中相关基因的表达, 同时糖代谢酶或产物也能反馈调节转录因子的活性. 转录因子与糖代谢的相互作用关系为靶向代谢的抗癌药物的研究提供了新思路.     

基于微流控芯片构建三维基质支架中的肿瘤细胞侵袭模型

肿瘤细胞侵袭是一个复杂而高度协调的过程,传统的实验技术,如Boyden小室、Transwell小室法大多只能在二维(2D)尺度下研究肿瘤细胞侵袭,并不能反映体内的侵袭微环境以及监测侵袭过程.为得到更为真实可信的侵袭结果,在体外构建一种三维(3D)肿瘤细胞侵袭模型是十分必要的.本研究在微流控技术基础上自行设计和构建肿瘤细胞侵袭模型,该模型不仅能够模拟肿瘤细胞的侵袭3D微环境,而且能够监测肿瘤细胞与3D微环境的相互作用,以及全程监测生化因子对肿瘤细胞侵袭过程的动态影响.为评价该芯片用于研究肿瘤细胞侵袭机制的可行性和优越性,用该芯片模拟乳腺肿瘤细胞(MDA-MB-231)的3D微环境,并全程监测在细胞坏死因子(TNF-α)浓度梯度诱导下,MDA-MB-231侵袭的全过程.该模型实验结果表明,TNF-α能够诱导MDA-MB-231在3D基质胶中进行定向侵袭,并且发现侵袭到基质胶中的MDA-MB-231会形成具有侵袭突起的顶细胞,顶细胞和柄细胞首尾相连形成线状.该微流控芯片有望为研究肿瘤细胞的侵袭机制和开发抑制肿瘤细胞侵袭药物提供一个新的研究平台.     

以肿瘤血管为靶的抗体导向治疗

抗体导向治疗是肿瘤综合治疗的重要组成部分.成功的抗体导向治疗取决于两个关键因素;一是抗体及与其偶联物的性能.二是特定靶抗原的选择。理想的抗体应至少满足4个条件:( ⅰ)对肿瘤细胞有高度特异性;(ⅱ)能与细胞毒素牢固结合,而又不影响其与靶抗原的结合;( ⅲ)不引发机体对抗体的免疫反应;( ⅳ)必须有效浓集于肿瘤区.自1975年杂交瘤技术问世以来,人们利用单克隆抗体(单抗)识别抗原的高度特异性,针对肿瘤细胞特异或相关抗原进行了大量抗体导向治疗研究,期望这种“魔弹”能特异杀伤肿瘤细胞,而对正常细胞无害.经过20多年的实践,以传统单抗为载体的抗体导向治疗虽然在动物体内取得了成功,而临床效果并不理想.其主要原因是鼠源性单抗在人体反复应用后会引起人抗鼠抗体反应,使临床疗效减弱或消失;由于肿瘤间质高压,使大分子量的完整抗体难以穿透到肿瘤内部,放射性核素示踪研究表明注入体内的抗体仅有 0.01％～0. 1％到达肿瘤部位;另外,肿瘤细胞抗原的异质性,肿瘤细胞的遗传不稳定性所导致的抗药性,亦给针对肿瘤细胞的抗体导向治疗增添了困难.     

血卟啉衍生物激光3号时间分辨荧光光谱学

用血卟啉衍生物(HpD)作为光敏药物的光动力学疗法(PDT)已愈来愈多地用于恶性肿瘤的局部治疗中。这种技术的成功是由于HpD在肿瘤细胞中的积聚程度大于正常细胞,当肿瘤细胞中的HpD用红光敏化时,吸收足够的能量引起肿瘤细胞被杀死的结果。     

微小细胞介导转移5号染色体对人胃癌、结肠癌细胞表型的影响

染色体缺失或染色体结构异常是人类肿瘤细胞的重要生物学特征之一.目前的研究结果提示,在这些丢失的染色体或染色体片段中可能含有调节控制细胞生长、分化的重要基因,即肿瘤抑制基因.已有研究工作证明,当某一肿瘤细胞有特异性染色体缺失或异常时,导入一条新的染色体可以逆转某些肿瘤细胞的恶性表型,如将人正常11号染色体导入宫颈     

生命科学的研究与信息检测技术

本文从生命科学的研究特点谈起,介绍现代生物医学发展对信息检测技术的要求,以及信息检测技术在生物学、医学和人体工程学等方面的应用,并展望与现代工程技术科学紧密结合的仿生学在发展高性能的传感器及检测技术中日益发挥的重要作用。     

双平稳随机时变信道最大似然序列检测的概率收敛定理

本文首先利用平稳K相依随机变量序列的中心极限定理,给出了双平稳随机时变信道最大似然序列检测定理一个新的、准确的叙述和证明。然后,导出了序列检测概率收敛速度的定量计算公式。最后,对序列检测技术的某些重要问题进行了讨论。所     

癌症个体精准化诊治的挑战和癌细胞纳米生物力学研究的应用前景

中国癌症负担日益加重的今天,临床上急需可以实现癌症早诊早治的方法以及可以在癌症各阶段对患者预后进行精确评估的手段.目前的癌症诊断金标准——病理学诊断对预后的评估能力有限,难以满足临床个体化治疗的要求.即使使用二代测序等先进的基因分析技术,所得的信息也往往是间接和局部的,无法在单细胞水平上对癌细胞的生物学行为,尤其是侵袭或转移的能力进行准确的判断.得益于近年来纳米和微流控技术的发展,研究人员在少量的细胞与组织样品上即可进行细胞生物力学性质与肿瘤微环境的定量分析,进而预测癌细胞的侵袭转移能力,对患者的预后进行快速精准评估.同时,也有研究发现,通过检测肿瘤细胞的生物力学性质,可以评估肿瘤细胞的耐药性和治疗反应.为应对目前临床对肿瘤诊断与治疗的新要求,本文阐述了癌细胞生物力学的分子机制基础研究与其在癌症诊治中可能的应用与展望.     

基于分子信标对肿瘤细胞ING1转录水平调控的定量检测

利用分子信标检测技术, 结合建立的ING1分子信标/cRNA杂交标准曲线, 定量检测了药物处理, 基因转染和p53 RNA干扰(RNAi)等对肿瘤细胞ING1 mRNA表达水平的影响. 结果发现: 在低表达ING1的肿瘤细胞系MCF-7中, 5-FU处理和ING1基因稳定转染均能诱导细胞中ING1 mRNA表达水平升高; 在ING1表达水平正常的CNE2肿瘤细胞中, 利用RNAi 沉默p53表达引起ING1 mRNA表达水平降低. 这些细胞中ING1 mRNA表达水平在7.7×10^-16~53.4×10^-16 mol/mg总RNA. 该方法不仅能从转录水平上为基因表达调控效果提供定量依据, 而且有望用于信号通路途径中多基因转录水平的相互调节研究.     

血管形成：恶性肿瘤生长发展的命脉

实体肿瘤的生长及存活依赖血管形成，这已为广大的肿瘤学家们所公认。肿瘤血管形成研究的先驱、美国波士顿儿童医院的福克曼（Ｆｏｌｋｍａｎ）博士最早提出了这一观点。新生血管为肿瘤细胞生长提供营养供给，同时它也是肿瘤细胞代谢产物排泄的有效途径；而在没有血管形成的情况下，肿瘤的营养供给及代谢物排泄仅能靠简单的物理弥散；新生血管是肿瘤细胞向远处转移的重要通道，肿瘤细胞通过血管才能到达转移地点。 １９７１年，福克曼博士首先提出了肿瘤生长依赖血管形成的概念（Ｔｕｍｏｒ　ｇｒｏｗｔｈ　ｉｓ　ａｎｇｉｏｇｅｎｅｓｉｓ…     

重组可溶性TRAIL诱导肿瘤细胞凋亡

在大肠杆菌系统中表达并纯化了3种不同长度的可溶性TRAIL，分别为sTRAIL（74－281），sTRAIL(95－281）及sTRAIL(101－28）。细胞凋亡实验表明氨基酸101位前的序列对TRAIL诱导肿瘤细胞凋亡的生物学功能具有抑制作用。sTRAIL（101－281）能在6h内诱导不同类型的肿瘤细胞凋亡，但对正常细胞无毒性。不同类型的肿瘤细胞对TRAIL的敏感程度不同，一些敏感肿瘤细胞系中部分细胞对TRAIL具有抗性。根据实验结果提出抗性细胞中可能表达一种或多种半衰期短的、能抑制肿瘤细胞凋亡的蛋白的假说，并为探索将TRAIL开发成肿瘤治疗药物的可能性奠定了基础。