近日，美國(guó)化學(xué)會(huì)旗下期刊nano letters(中科院一區(qū)top類)發(fā)表了中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化所微納米自動(dòng)化課題組利用微納操作機(jī)器人在外泌體探測(cè)方面的最新研究成果(nanomechanical signatures of extracellular vesicles from hematologic cancer patients unraveled by atomic force microscopy for liquid biopsy)。科研人員基于原子力顯微鏡(afm)技術(shù)，開(kāi)展了溶液環(huán)境下臨床血液癌癥患者液體活檢標(biāo)本中單個(gè)外泌體黏彈特性及幾何特征的原位測(cè)量，測(cè)量結(jié)果展現(xiàn)了血液癌癥發(fā)生發(fā)展過(guò)程中外泌體力學(xué)特性的動(dòng)態(tài)變化。

外泌體作為細(xì)胞間通信的載體，在細(xì)胞生理病理活動(dòng)過(guò)程中發(fā)揮重要的調(diào)控作用，因此研究生命活動(dòng)過(guò)程中外泌體的行為特性和變化規(guī)律對(duì)于揭示生命奧秘以及發(fā)展新型臨床疾病診療方法具有重要意義。此外，越來(lái)越多的證據(jù)表明力學(xué)因素在一切生命活動(dòng)過(guò)程中均起重要作用。然而目前對(duì)于癌癥發(fā)生發(fā)展過(guò)程中外泌體力學(xué)特性的動(dòng)態(tài)變化的認(rèn)知仍然極為有限。

沈陽(yáng)自動(dòng)化所科研人員通過(guò)醫(yī)工結(jié)合的方式，建立了基于afm的溶液環(huán)境下單個(gè)外泌體多參數(shù)力學(xué)特性(彈性特性、黏性特性、幾何特征)原位測(cè)量方法，分析了afm針尖形狀及探針加載速度對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，并在此基礎(chǔ)上分別對(duì)淋巴瘤、骨髓瘤及健康人液體活檢標(biāo)本中提取的外泌體進(jìn)行了探測(cè)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，癌變后外周血中外泌體的楊氏模量及黏性系數(shù)均顯著增加。實(shí)驗(yàn)結(jié)果展現(xiàn)了癌癥患者外泌體與健康人外泌體力學(xué)特性之間的顯著差異，揭示了外泌體力學(xué)特性在血液癌癥發(fā)生過(guò)程中的指示作用，對(duì)于癌癥液體活檢技術(shù)研究具有積極意義。

該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)、中國(guó)科學(xué)院從0到1前沿科學(xué)重點(diǎn)研究計(jì)劃和機(jī)器人學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的大力支持。(機(jī)器人學(xué)研究室)