利用原子力光谱评估化疗药物在肿瘤细胞的影响

Oncotarget发表“动态细胞生物力学响应化疗药物在缺氧探测原子力光谱学”报道,利用单细胞,迫使光谱学方法,作者探索大脑的生物物理和生物力学动力学,乳腺癌、前列腺癌、胰腺癌细胞与标准化疗药物在normoxia和缺氧超过12 - 24小时。

与药物接触后,他们发现大脑,乳腺癌、胰腺癌细胞变得大约55 - 75%不僵硬,而前列腺癌细胞变得更加僵硬,由于药物引起的中断或细胞骨架结构的加固。

然而,刚度变化的速度降低到2倍在缺氧,表明相关性细胞刚度和癌细胞的耐药性肿瘤缺氧微环境。

同时,他们观察到重要的胞体高度的变化,表面粗糙度,和cytoadhesion癌细胞接触毒品后,随后刚度的趋势。

这些Oncotarget结果表明,一定程度的化疗药物对肿瘤细胞的生物力学和生物物理属性区分normoxia和缺氧与变更相关的药物引起的凋亡过程中细胞骨架的结构和完整性。

Yongki崔北达科塔州立大学博士说,“细胞表面信号等基本细胞功能上都发挥着重要作用,沟通,附着力,运输,和肿瘤转移”

细胞表面动态相互作用的物理、化学和生物环境周围的细胞,因此,改变在细胞表面结构显著影响总体细胞功能。

特别是,可变形性的细胞与细胞形状有关,能动性,和入侵对细胞死亡和癌症转移的影响,这是用于开发新的抗癌药物的关键信息增加了癌症化疗的疗效。

而许多研究表明化疗所致细胞死亡之间的关系和改变细胞力学刚度等的影响药物对癌细胞的生物力学和生物物理特性还没有完全理解。此外,在组织水平刚度是影响肿瘤阶段,侵袭性和位置在肿瘤细胞外基质的沉积,影响细胞行为和转移能力在单细胞水平。

几项研究使用AFM-based力测量也表现出明显的变化在细胞刚度增加转移效率在人类癌症细胞系和化疗在白血病细胞接触。

在这项工作中,这些研究人员量化药物影响的生物力学和生物物理属性四个癌症细胞系mda - mb - 231三阴性乳腺癌,PANC-1胰腺癌、前列腺癌曲泽,u - 118毫克胶质母细胞瘤细胞系。

Oncotarget研究输出的Choi研究小组得出结论,他们已经检查了癌细胞的生物力学参数的变化受到抑制肌动蛋白聚合的细胞松弛素D normoxia和缺氧。

PANC-1细胞变得不那么僵硬,增加曝光时间下细胞松弛素D,和刚度的降低是慢比normoxia缺氧。

同时,形态和非特异性的约束力测量细胞暴露在细胞松弛素D显示细胞高度的减少和细胞粘附,但细胞粗糙度的增加。

类似的治疗其他癌症细胞系的生物力学性质的变化与化疗药物和细胞松弛素D表明,药物引起的细胞毒性在一定程度上是由于细胞骨架结构的动态变化。

尽管很难推广药物对癌细胞的生物力学和生物物理参数的影响,这些参数可以帮助识别和区分normoxia的药物引起的凋亡进程和缺氧。

参考:Alhalhooly L, Mamnoon B,金正日J, Mallik年代,崔y动态细胞生物力学在缺氧反应化疗药物通过原子力光谱探测。Oncotarget。2021;12 (12):1165 - 1177。doi:10.18632 / oncotarget.27974

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