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調(diào)控蛋白揭示胃癌侵襲規(guī)律

癌癥的侵襲轉(zhuǎn)移是造成癌癥患者死亡的主要因素之一，具體表現(xiàn)為組織硬度的增加，這種硬度增加與生物調(diào)節(jié)蛋白密切相關(guān)。由于調(diào)控蛋白在生命活動(dòng)中的重要作用，構(gòu)建組織力學(xué)和生物調(diào)控蛋白的關(guān)聯(lián)具有重要意義。

近日，中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所與中國(guó)醫(yī)科大學(xué)科研人員展開(kāi)合作，通過(guò)生物組織跨尺度微納力學(xué)測(cè)量技術(shù)，構(gòu)建了生物熒光-力學(xué)共標(biāo)記方法，該方法可以同時(shí)標(biāo)記調(diào)控蛋白表達(dá)水平和癌癥組織硬度。

科研人員首先利用原子力顯微鏡對(duì)胃癌組織樣本進(jìn)行了跨尺度力學(xué)測(cè)量。但是，原子力顯微鏡作為一種能夠進(jìn)行微納力學(xué)測(cè)量的設(shè)備，因其測(cè)量范圍的限制，難以對(duì)癌組織整體的力學(xué)特性還原進(jìn)行測(cè)量。為此，科研人員利用在原子力顯微鏡中進(jìn)一步開(kāi)展了小范圍精密測(cè)量，利用了壓電陶瓷運(yùn)動(dòng)速度快行程短、電機(jī)運(yùn)動(dòng)速度慢行程長(zhǎng)的特點(diǎn)，通過(guò)電機(jī)跨越大范圍復(fù)雜形貌并結(jié)合壓電陶瓷實(shí)現(xiàn)測(cè)量，提升了原子力顯微鏡組織測(cè)量力學(xué)的掃描范圍與測(cè)量效率，實(shí)現(xiàn)了對(duì)胃癌組織樣本的跨尺度力學(xué)測(cè)量。

利用上述測(cè)量方式，科研人員開(kāi)展了人體胃癌組織實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在PSMD2蛋白高表達(dá)區(qū)域的胃癌組織硬度顯著增加，侵襲性顯著增強(qiáng)。同時(shí)，共標(biāo)記圖像中高硬度組織相較于免疫熒光所標(biāo)記的PSMD2區(qū)域程擴(kuò)散趨勢(shì)，顯示出胃癌細(xì)胞的侵襲趨勢(shì)。此外，統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示PSMD2表達(dá)與胃癌組織硬度增加呈現(xiàn)高度線(xiàn)性相關(guān)性，揭示了PSMD2蛋白對(duì)于胃癌組織硬度增加的關(guān)鍵作用，為胃癌治療與研究提供了新靶點(diǎn)。

系統(tǒng)示意圖

相關(guān)研究以Impact of PSMD2 on Gastric Cancer Tissue Stiffness Investigated via Motor-Piezoceramic Coupled Atomic Force Microscopy為題發(fā)表于Nano Letters。沈陽(yáng)自動(dòng)化所碩士生夏宜瀟為該論文第一作者，中國(guó)醫(yī)科大學(xué)趙瀅教授、沈陽(yáng)自動(dòng)化所施佳林副研究員為本文通訊作者。該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、科技部重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目的支持。（機(jī)器人學(xué)研究室）

論文鏈接：http://doi.org/10.1021/acs.nanolett.4c06514

來(lái)源：中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所