癌細胞を調査する AFM を使用して

教授との Hermann Schillers、 MA 4 月 Cashin-Garbutt、 (Cantab) 著行なわれる Universität Münster インタビュー

研究に短い導入を与えることができますか。

私は AFM の技術、生物的医学アプリケーションのためのコア機能を実行します。 私の研究は血小板および癌細胞の相互作用で集中します。

容器の壁に阻止する癌細胞に先行している免疫の監視の脱出にはじまって転移の、形成のほぼあらゆるステップとまた extravasation の血小板サポート癌細胞。

私達の考えは私達が血小板および循環の癌細胞の相互作用を防ぐことができればこと私達癌を戦うかもしれない転移の形成を妨げることを何かを見つけるかもしれませんです。

どのように AFM イメージ投射および癌細胞の構造そして機械特性を調査するのに力分光学ベースのモードを使用しますか。

platelet−cancer のセル相互作用では、私は血小板および癌細胞の相互作用の量を示し、この相互作用を防ぐ薬剤の効果を量を示すのに単一セル力の分光学を使用します。

この技術によって、私達は血小板と癌細胞の間で力の実数をはじめて得ました。 Microfluidic の実験は癌細胞の血小板の番号の量を示すことを割り当てます私達はその相互作用の強さの量を示すことができません。 単一セル力の分光学によって私達は picoNewtons および (pN) femtoJoules を得ました (fJ)。 そしてこれはどの薬剤が集中この相互作用を防ぐか知りたいと思うとき必要です。

もう一つのポイントは血小板が癌細胞に結合すると私達が何が起こるか見たいと思うことです。 状態の実際の理解は種類の 「循環の癌細胞のまわりの invisible のマントその血小板形式ですが、私達は決してこれを観察しませんでした。

私達が血小板の癌細胞の総計をスキャンするとき、私達は癌細胞の上の血小板が 30 分以内に消失することを見ます。 決心の fastTapping モードを使用して、私達は癌細胞に血小板のこの通風管を観察できます。 私達は通風管しかしマントの形成がありことをセルソートのような蛍光技術とのこれおよび共焦点の顕微鏡検査および私達がはっきり見たことを証明しましたではなかった。

癌細胞が血小板のサービスを 「乗っ取る」方法についてどの位現在確認されますか。

widespreaded 眺めは循環の癌細胞のまわりに血小板のマントの形成です。 血小板のこの層は免疫組織から癌細胞を保護し、 endothelial 壁に extravasation を開始するために、次のステップで、癌のセル血小板の総計の阻止を促進します。

私達が決してこのマントの形成を常に観察しなかったが、癌細胞によって血小板の通風管を観察するので、私達は癌細胞が容器の壁とまた脱出の免疫の監視に付着するのに血小板蛋白質、血小板特定の付着の分子を、使用することはより本当らしいことを考えます。

さらに血小板、また血小板得られた microparticles が、 mRNA を含み、これが癌細胞の proteome を変更することが、知られています。 従って、それは両方の方法であることができます: 血小板蛋白質を免疫の監視を脱出し、容器の壁に付着するために作り出すように血小板 mRNA を使用して続かれる血小板の通風管の後の血小板蛋白質の使用直接。

AFM はどんな方法で私達の理解を促進できますか。

私達は血小板の癌細胞の相互作用の第一歩を捜しますが、複数のそれ以上のステップがあります。 私が今することを試みる何を血小板との相互作用の後で癌細胞のバイオメカニカル変更のパターンを見るのに PeakForce QNM を使用することです。

これまでは私達は癌細胞が血小板の上でがつがつむさぼる位置でバイオメカニカル足跡の種類を見つけました。 私達に癌細胞が血小板を組み込むメカニズムについてのあるヒントを与えるかもしれない癌細胞の膜の伸縮性そして粘着性に変更があります。 私達は実験からこれが dynamin 依存したプロセスにあるが、わかりましたりこれについての詳細を知りたいと思いますことが。

次のステップは私達がどんな変更を癌細胞が血小板の通風管の後で経るか知りたいと思うことです。 私達は再度単一セル力の分光学を使用しています。 私達は血小板が付いている癌細胞を孵化させ、次に作動した内皮の単一セル力の分光学を行います。

私達は内皮の循環の癌細胞の阻止を捜して、付着力を量を示します。 私達はなされる癌細胞が血小板と連絡するとき、未処理の癌細胞と比較された作動した内皮に大いに粘着性があるようになったことを見ました。 それは私達が現在含まれるプロジェクトの 1 つです。

私達はまた作動した内皮のこれらの血小板孵化させた癌細胞の相互作用のサイトを捜します。 私は血小板孵化させた癌細胞が作動した内皮でどこでも付着できると考えません。 特定の好みのサイトがなければなりません。

私達はそれがどこにに付着するか把握したいと思います。 このセル接続点はですまたは endothelial セルの細胞体または血小板孵化させた癌細胞との metastatic 素晴らしいの形作る endothelial セル必要性特別な機械特性、次に extravasation に進むためにか。

AFM が生物的および nanomedicine の研究フィールドに作った最も大きい影響は何ですか。

私達は細胞レベル下の構造生体細胞をとを見られます。 私達が力を少し加えるときのは今でも例えば私達が表面に限定されるが、表面の下で見、 cytoskeletal 原動力を観察してもいいです技術です。

20 年前に、解決されるよりぼやけた幾つかのセルの画像が、幾分ありそれから生体細胞のためのますます高リゾリューションの映像技術になり始めました。 ただし、セル機械性格描写の純粋なイメージ投射はしばらくするとなりました焦点に活力を失い、今でも弾性率の生きているセルの伸縮性、粘弾性および変更の測定に焦点があります。 セル原動力は私達が AFM と続くことができる生物力学、また生物化学を含んでいます何かであり。そして生物力学は生物化学重要です。

生物化学のフィールドはセルの生物化学についての非常に詳しい知識の 30 か 40 歳、ですが、生物力学は幾分新しいです。 2007 年に、ミハエルシートおよびビオラ Vogel は機械工は生物化学にまたその逆にも影響を及ぼしたことを示した検討を出版しました。 例: または結合サイトを破壊するために秘密の結合の側面を開発するかもしれない蛋白質に力を加えるとき、細胞内の信号を送るパスおよびセル動作は別の方向で入ります。 今日私達は生物力学が生物化学に影響を及ぼし、生物化学が生物力学に影響を及ぼすことがわかります。

Bruker の技術はどのようにまたは生物的研究の高度 AFM 助けましたか。

前に Bruker によってセル−の湾曲についての情報を手に入れることを割り当てる多くの年発明された叩くモード、形態学上データを提供するセル高さあります。

最新の大きい成功は私達が 1 つのスキャンプロセスの伸縮性、消滅、付着および変形のような生きているセル ` の形態そしてバイオメカニカルパラメータの複数のデータセットを、得る PeakForce QNM でした。  

そして私達がの範囲の以下の時間解像度分の cytoskeletal rearangements のようなセル、単一セルおよび細胞レベル下の構造の層の動的な変更を観察することを可能にした決心システムの幾分よい速度のこれ、特に。 従って多分地勢チャネルの重要な変更がある付着、消滅または伸縮性についてはデータ・チャネルでたくさん見ました。 これは実質の改善です。

会合の重要性は、 AFM BioMed の会議のようなあなたおよび AFM リサーチへ何、ですか。

1 つは今日人々と接触して得るのに Skype、電子メールまたは電話を使用できるがそれは同じ - ではないですと言うかもしれません全く異なります。 私達が会議のために会ったときに、私達は二三日の間一緒にここにいました。

整然とした休憩は会合に人々が話を与える段階にあるときによってとアップしない事述べることを一緒に来るので重要な事柄です。 従って講堂の外の時間は非常に重要、そう多くの事を論議している人々であり長続きがする接触はここに開始します。

多数はこのような会合から、多くの協同開始します。 Skype の会議は人々が物理的に話すことを一緒に来る従ってそれは絶対に必要です会議を代わりにしません。

どんな方向を見るか、または見るために次の 5 年に入る AFM 望みますか。 (何 AFM については次の大きい事として見るか。)

事 AFM の必要性の 1 つは速度です。 より多くの速度はよりよい時間解像度でセルの原動力に続くことができることを意味します。 もう一つのポイントは今ではそれは複数のプローブのアレイ AFM へ 1 つの片持梁から移る、または 1 の圧子、であることを新しいシステムの時間 AFM が発明されて私達使用した古い光学レバーシステムをであり、私が考えるのでそれです。

複数の考えは論議されて、マイクロおよび nanofabrication の技術は開発の高レベルに達しました。 従って AFMs の一流の提供者はより基本的な変更によって AFM の技術を改善することを試みるべきではないですなぜか。

そのような複数のプローブのアレイは速度および解像度の点ではだけ、またバイオメカニカル特性の測定の点では興味深いです。 私達がそれを今日する方法は私達字下がりにしますこの位置、その位置のセルを、等です。

しかし私達はセルがカルシウムスパイクおよび cytoskeletal 語順換えを引き起こす各刻み目で反応することがわかります; 私達が最後の刻み目で得る何に私達が最初の刻み目で得るものと異なっています。 従って、複数のプローブのアレイシステムはあらゆる AFM のユーザーのためにそして特に生物 AFM アプリケーションのフィールドに非常に有用です。

AFM BioMed の話の間に述べられたもう一つの事は化学性格描写でした。 私達はまだ私達が目隠しされている状態に私達が私達のサンプルに触れるときです。 何かを感じる私達はそれがであるもの見ることができません。 例えば IR およびラマン分光学を使用して試みが、あります; それらは研究者の試みの事それが実際に複数の限定を扱い、持って困難のが、段階にです。 ただし、そのようなことは地勢および機械情報の側のより多くの情報を手に入れることで助けます。

例えば、それは私達がスキャンをし、何かは高蛋白の内容を示している役立たずであること、そして柔らかい領域は脂質と関連していることができることを調べることができるときに実質の大きい改善です。 また膜の潜在性を地形と同時に記録して、機械工および化学性格描写はすべての生命セル研究のための非常に有用な改善です。

読取装置はどこでより多くの情報を見つけることができますか。

教授について Hermann Schillers

Hermann Schillers 教授先生は生理学 II の Münster の大学の協会にグループのリーダーです。 彼は化学の博士号および Münster の大学からの訓練を保持します。

2003 年に彼は嚢胞性線維症の transmembrane の導電率の調整装置蛋白質の欠陥と関連付けられる病気を検出する方法のためのパテントを (CFTR)保持しました。