教师研究:教授罗杰·卡姆

没有多少人看着一个单一的肿瘤细胞通过血管壁并从另一侧偷偷它的方式。教授罗杰·卡姆是谁拥有的为数不多。



可视化偷偷摸摸的肿瘤细胞

 

Course 2.12, Introduction to Robotics
教授罗杰·卡姆和博士生扬zervantonakis。
图片来源:托尼pulsone

 

通过阿利萨马林逊

 

没有多少人看着一个单一的肿瘤细胞通过血管壁并从另一侧偷偷它的方式。

但罗杰·卡姆,塞西尔和生物和机械工程IDA绿色特聘教授和他的博士生扬zervantonakis两个谁拥有少数。它们从体内的一个位置到另一个的癌症死亡的90%以上的原因研究转移的机制,癌症细胞迁移的过程。

教授卡姆曾研究过利用体外微流体装置在他的实验室开发的3D,包括流动对肿瘤细胞迁移的影响最近的一项研究持续数年转移的几个方面。这个时候,团队使用的设计和开发的设备通过zervantonakis看肿瘤细胞和巨噬细胞,在免疫系统中的多功能作用,一种白血细胞之间的信号传输的重要性。他们发现,当巨噬细胞不存在,这是非常罕见的肿瘤细胞在整个细胞层的所有行血管(这个过程被称为血管内)迁移,但是,反之,当它们存在时,进入的速率增加显著。

“这是非常令人兴奋的已开发出第一个系统图像的一个实时这一进程,并能够跨内皮屏障运输的特点,”说zervantonakis。 “我们组以前的设计允许用于内皮细胞和肿瘤细胞培养物,但由于血管内是如此罕见 - 只有约5%的细胞实现它 - 这是很难捕捉到它的两到四个地区,我们有。所以我开发了基于合作设计与教授哈里浅田的组博士后副瓦利德farahat和博士生列维木材微流体系统上的新的检测。它使我们能够观察至少200个细胞,使用的观察区域40“。

zervantonakis也包括在他的设计以测量渗透率,同时通过使用荧光标记的蛋白质和结合有Y型接头来平衡流体流量定量肿瘤细胞的侵袭的能力。在区域的数量的增加显著和凝胶基质,使3D培养的融合相结合,卡姆和zervantonakis研究的肿瘤细胞血管内,因为没有人曾经做过。

这一前所未有的可视化血管内的能力证实有关的复杂机制正在发生几种说法 - 他们在科学国家科学院的诉讼杂志今年公布的*
第一,卡姆和zervantonakis证实的细菌战斗的巨噬细胞存在的重要性。因为一个孤独的少数肿瘤细胞即使不巨噬细胞的帮助下通过内皮交叉,两人确定了他们的存在是不是必需的;但他们发现了很强的正相关性。

第二,它们检测到侵入性肿瘤细胞和正常的巨噬细胞的保护之间的细胞 - 细胞通信,以及,随后,巨噬细胞叛徒和血管之间。其结果是增加了可以进入他们的血管和肿瘤细胞的泄漏。

另外的实验 - 这涉及称为TNF-α肿瘤坏死因子,这是众所周知的增加容器泄漏取代的巨噬细胞 - 有助于更具体地确定的机制和确认的因果关系。通过执行这些对照实验中,他们确定了单独的巨噬细胞是在增加血管扩散渗透仪器并分别在增加了肿瘤细胞的迁移至少因果,如果不是主触发。

“实验,其中包括单独的巨噬细胞,然后只TNF-α - 巨噬细胞分泌的因素 - 都导致增加血管内,说:” zervantonakis。 “因为我们在实时测量渗透性的这种方法,我们看到了八小时的内皮成为泄漏的过程。事实证明,当我们使内皮渗漏,更血管内发生。当我们通过阻断抗体减少泄漏,较少发生血管内。”

卡姆和zervantonakis的工作约翰S的理论提供了支持。 condeelis,从纽约爱因斯坦医疗中心,其研究在老鼠身上已经表明巨噬细胞在这一迁移过程很重要。限于活细胞模型而已,condeelis听到他的体外微流体化验3D,它不仅允许小区移动的成像能力,但也因此推断细胞间信号的这一关键要素的能力的消息,以后有事联系卡姆没有人已经能够纳入其在体外试验。与其他系统不同,卡姆和zervantonakis的设备使他们能够可视化的细胞在系统内的非常精确的位置,甚至允许他们发现,巨噬细胞并不需要在与肿瘤细胞的物理接触,而是仅仅足够接近与他们沟通。

“这是个好消息不仅对转移是如何发生的基本理解,也因为完整内皮血管阻塞血管内,说:” zervantonakis。 “虽然漏船可以是一个积极的事情时,要分发抗癌药物,肿瘤细胞可以利用这些相同的渗漏血管进入血液和旅行到身体的其他部分。需要进一步研究,以探讨如何巨噬细胞靶向有使血管渗漏的作用“。

*我知道。 zervantonakis,S。 ķ。奥尔福德休斯,J。湖沙雷,F。湾格特勒,J。 C。 condeelis和r。 d。卡姆(2012)。 “三维微流体肿瘤血管接口模型:肿瘤细胞血管内和血管内皮屏障功能” PNAS,109(34),13515-13520]。读到这里发表的论文://bit.ly/ukpztk