狗可以利用它們令人難以置信的嗅覺來嗅出人類呼吸、血液和尿液樣本中各種形式的癌癥。同樣，在實驗室中，一種更簡單的生物體，即秀麗隱桿線蟲，通過追蹤氣味軌跡向癌細胞蠕動?，F(xiàn)在，科學家們報告了一種使用微小蠕蟲檢測肺癌細胞的設備。這種“芯片上的蠕蟲”有朝一日可以幫助醫(yī)生在早期無創(chuàng)診斷癌癥。
參與該項目的研究生 Nari Jang 說，癌癥的早期診斷對于有效治療和生存至關重要。因此，癌癥篩查方法應該是快速、簡便、經(jīng)濟和無創(chuàng)的。目前，醫(yī)生通過影像學檢查或活組織檢查來診斷肺癌，但這些方法通常無法在早期階段檢測到腫瘤。盡管可以訓練狗嗅出人類癌癥，但將它們放在實驗室中并不實用。因此，該項目的首席研究員 Jang 和 Shin Sik Choi 博士決定使用稱為線蟲的蠕蟲，這種蠕蟲很小(約 1 毫米長)，易于??在實驗室中生長，并且具有非凡的嗅覺，開發(fā)非侵入性癌癥診斷測試。
“與正常細胞相比，肺癌細胞會產(chǎn)生一組不同的氣味分子，”韓國明知大學的 Choi 說。“眾所周知，居住在土壤中的線蟲C. elegans會被某些氣味吸引或排斥，因此我們想出了一個想法，即蛔蟲可用于檢測肺癌。” 其他研究人員已將線蟲放入培養(yǎng)皿中并添加人尿滴，觀察到線蟲優(yōu)先爬向癌癥患者的尿液樣本。Jang 和 Choi 想要制作一種準確、易于測量的測試形式。
因此，該團隊用聚二甲基硅氧烷彈性體制作了一個芯片，該芯片的每一端都有一個孔，通過通道連接到一個中央腔室。研究人員將芯片放在瓊脂板上。在芯片的一端，他們??添加了一滴來自肺癌細胞的培養(yǎng)基，在另一端，他們??添加了來自正常肺成纖維細胞的培養(yǎng)基。他們將蠕蟲放置在中央腔室中，一個小時后，他們觀察到比正常培養(yǎng)基更多的蠕蟲爬向肺癌培養(yǎng)基。相比之下，具有稱為 odr-3 的氣味受體基因突變的蠕蟲沒有表現(xiàn)出這種優(yōu)先行為。
基于這些測試，研究人員估計該設備在檢測稀釋細胞培養(yǎng)基中的癌細胞方面的效率約為 70%。他們希望通過使用之前暴露于癌細胞介質(zhì)中的蠕蟲來提高該方法的準確性和靈敏度，因此對癌癥特異性氣味分子有“記憶”。一旦該團隊優(yōu)化了用于檢測培養(yǎng)的肺癌細胞的芯片蠕蟲，他們計劃繼續(xù)測試尿液、唾液甚至人類呼出的氣體。“我們將與醫(yī)生合作，以確定我們的方法是否可以在早期檢測患者的肺癌，”Choi 說。他們還計劃在多種形式的癌癥上測試該設備。
在使用芯片蠕蟲的其他研究中，研究人員確定了吸引秀麗隱桿線蟲對肺癌細胞的影響，包括一種稱為 2-乙基-1-己醇的揮發(fā)性有機化合物，它具有花香。“我們不知道為什么秀麗隱桿線蟲會被肺癌組織或 2-乙基-1-己醇所吸引，但我們猜測它們的氣味類似于它們最喜歡的食物的氣味，”Jang 說。
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