IBN開(kāi)發(fā)出用于檢測(cè)腫瘤干細(xì)胞藥物療效的生物芯片

　  生物工程與納米技術(shù)研究所(IBN，世界家生物工程與納米技術(shù)研究機(jī)構(gòu))研究人員開(kāi)發(fā)出一種可用于研究藥物對(duì)腫瘤干細(xì)胞(CSCs)作用的微型生物芯片。這個(gè)新技術(shù)（近期發(fā)表于Nano Today）可促進(jìn)更有效的腫瘤藥物的開(kāi)發(fā)。

　　在腫瘤組織中，CSCs可形成小而又截然不同的腫瘤細(xì)胞類型，它對(duì)化療具有更強(qiáng)的抵抗性。同人類發(fā)現(xiàn)的組織干細(xì)胞相似，CSCs能產(chǎn)生和分化成不同的細(xì)胞類型。如果CSCs不被，它們能夠重新入住腫瘤而導(dǎo)致癌癥復(fù)發(fā)。因此，對(duì)研究人員來(lái)說(shuō)，了解抗癌藥物對(duì)CSCs的效果極為重要。然而，因?yàn)镃SCs太稀少（約占癌癥細(xì)胞的1%）以致于傳統(tǒng)的藥物篩選方法阻礙了對(duì)它們的研究，因?yàn)槟切﹤鹘y(tǒng)方法需要大量的樣本容量，而且又慢又昂貴。

　　由IBN執(zhí)行主任、教授Jackie Y. Ying領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)出一種稱作微滴陣列（Droplet Array）的微型生物測(cè)定法，它可利用有限的樣本進(jìn)行更便宜、更快和更便捷的藥物篩選。

　　傳統(tǒng)的生物測(cè)定常用的是微孔板（可放置樣本的多底井平板），而且每一個(gè)井至少需要2500或者5000個(gè)細(xì)胞才能得到有效的分析結(jié)果。相比之下，IBN的Droplet Array是一個(gè)排列出一連串直徑為2毫米的小孔的長(zhǎng)方形玻璃平板。當(dāng)樣本被移進(jìn)這些小孔，它們看起來(lái)跟小水滴一樣。然后利用一層專用油覆蓋平板以預(yù)防蒸發(fā)和在清洗過(guò)程樣本間的交叉污染。隨同配備的臺(tái)式全自動(dòng)平板清洗設(shè)備也已經(jīng)開(kāi)發(fā)出來(lái)。每一小孔的大小僅為標(biāo)準(zhǔn)微孔板的1/5，而且IBN的Droplet Array篩選時(shí)每一點(diǎn)僅需要500個(gè)細(xì)胞。樣本容量的大幅減少不僅節(jié)省費(fèi)用，也對(duì)數(shù)量較稀少的靶細(xì)胞研究（比如，CSCs研究）特別有利。

　　利用Droplet Array，IBN研究人員研究從乳腺癌、肝癌和結(jié)腸癌細(xì)胞中提取的CSCs對(duì)藥物的反應(yīng)。研究發(fā)現(xiàn)，化療藥物（比如，常用于誘導(dǎo)肝癌細(xì)胞死亡的阿霉素）證實(shí)對(duì)肝臟CSCs療效不佳。乳腺癌和結(jié)腸癌CSCs也表現(xiàn)出在抗癌藥物作用下更強(qiáng)的存活能力。

　　我們利用動(dòng)物研究對(duì)Droplet Array的發(fā)現(xiàn)進(jìn)行驗(yàn)證。將肝癌的腫瘤干細(xì)胞和非腫瘤干細(xì)胞同時(shí)分別種植到兩組大鼠。6周之后，種植CSCs的大鼠產(chǎn)生腫瘤，而沒(méi)有CSCs的大鼠未長(zhǎng)出任何腫瘤。從CSCs大鼠生長(zhǎng)出的腫瘤也表現(xiàn)出血管形成，這證實(shí)這些細(xì)胞具有自我更新能力。

　　雖然CSCs耐藥特性在近幾年被廣泛討論，但是直到現(xiàn)在，確定它們的相互關(guān)系還是很具有挑戰(zhàn)。利用Droplet Array，研究人員已成功證實(shí)CSCs可在化療下幸存并且促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移。

　　Jackie Y. Ying教授說(shuō)，“Droplet Array標(biāo)志著納米和芯片上實(shí)驗(yàn)室概念的重大突破，并且為加快藥物篩選和開(kāi)發(fā)提供有效的技術(shù)平臺(tái)。不管是對(duì)學(xué)術(shù)還是對(duì)制藥工業(yè)來(lái)說(shuō)，將這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用于研究，特別是腫瘤干細(xì)胞研究令人興奮。我們希望這個(gè)發(fā)現(xiàn)能促進(jìn)更有效的癌癥藥物的開(kāi)發(fā)。我們也希望借助Droplet Array特性來(lái)補(bǔ)充/替代動(dòng)物模型用于藥物毒性測(cè)試，并且發(fā)展新的癌癥診斷學(xué)。”

　　為了方便使用而設(shè)計(jì)的這種微型生物芯片能兼容現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)室儀器，比如平板讀取器和顯微鏡，這樣能減少采用新技術(shù)時(shí)的裝配成本和減少購(gòu)買額外設(shè)備的需要。當(dāng)前IBN家子公司Curiox生物系統(tǒng)私人有限公司正對(duì)Droplet Array技術(shù)的產(chǎn)品DropArray(TM)進(jìn)行商業(yè)化。