多重复合纳米尺度粘弹性映射在多个时间尺度上的黑色素瘤细胞作为一个无标签的癌症生物标志物
Cameron Parvini1, Andrew Massey1, Mazen Mezher1
1Section on Mechanobiology, National Institute of Biomedical Imaging and Bioengineering, National Institutes of Health, Bethesda, Maryland 20892, United States.
ACS nano
|August 4, 2025
概括
一种新的,更快的粘弹性分析方法揭示了与黑色素瘤恶性瘤相关的独特细胞机制. 转移性细胞更类似于流体,有助于潜在的诊断和治疗进展.
科学领域:
- 生物物理学的生物物理.
- 细胞力学 细胞力学
- 医学诊断 医学诊断 医学诊断
背景情况:
- 评估疾病生物标志物的细胞力学是困难的,因为细胞异质性和基因表达的变异性.
- 原子力显微镜 (AFM) 提供了高分辨率,但产生了计算上昂贵的粘弹性数据.
- 现有的方法难以满足大型,时间依赖的粘弹性数据集的处理需求.
研究的目的:
- 开发一种新的,计算效率高的方法,用于多时间尺度粘弹性分析.
- 量化不同恶性瘤活体黑色素瘤细胞的粘弹性特性.
- 确定无标签的生物物理指标,以改善诊断和治疗.
主要方法:
- 介绍了一种新的粘弹性分析方法,采用修改后的里埃变换.
- 与传统的粘弹性数据处理相比,实现了超过37,386倍的速度改进.
- 在活的黑色素瘤细胞中量化多次尺度粘弹性特性.
主要成果:
- 更多的恶性黑色素瘤细胞在核附近表现出更柔软,更流动的特性,以及更硬,更粘的前边.
- 区域机械差异与增强的细胞迁移相关.
- 转移性细胞表现出类似流体的粘弹性行为,而良性细胞表现出类似固体的行为.
结论:
- 这种新的方法使得细胞异质性的快速多时间尺度粘弹性分析成为可能.
- 细胞粘弹性是黑色素瘤恶性瘤和转移潜力的敏感指标.
- 这种方法为癌症诊断和治疗策略提供了新的无标签生物物理标记物.
