醫學研究部(Department
of Medical Research) |
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共 同 研 究 室 電 子 報 第四十一期 MAY.10.2017 |
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Pyrosequencing
及其應用 快速連結
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在國民中學的年代,生物、物理、化學被歸類為自然科學,數學為科學之母。而物理、化學是生物之基礎。化學和生物的關係我們並不陌生,但物理在生醫領域則是一急待探討的新寵兒。尤其是物理微環境對細胞形態及生長的影響更是充滿著許多未知,而這些未知每天都存在於我們身體內的微環境。本期電子報將介紹物理性的拉伸和擠壓對細胞所造成的影響。希望經由這一報導,讓各位科研同仁由物理的角度思考細胞行為的改變。下期電子報將介紹Pyrosequencing及其應用,敬請密切注意。並竭誠歡迎您訂閱共同研究室電子報以收取儀器介紹、研究新知、與每月訓練課程資訊。更歡迎您與我們聯絡,給予我們建議與鼓勵。
第二共研顯微影像室將進行空間重整,預定5月15日至24日暫停顯微影像服務。第三共研部分空間整修案業已發包,第一階段因應儀器搬遷與測試校正自5月24日至5月26日暫停動物生理暨自由基偵測核心相關服務;第二階段自6月12日至6月13日暫停細胞分選儀核心服務,不便之處敬請見諒。本月份「臺大醫學校區學術演講及研討會公告平台」將公告多場精彩演講及課程,歡迎同仁查詢使用,並踴躍申請帳號發佈訊息。希望我們所提供的設備對您的研究有所助益,服務品質也令您滿意,為了共研長期的經營運作,請您於發表文章時惠予致謝共同研究室,作為服務成效評鑑之用。 ATMSTM全自動二維/三維動態培養系統:以巨觀角度探討疾病細胞模式微環境下的變化 英屬維京群島商勝浥國際股份有限公司
人體的微環境中,細胞面臨的不只是生物化學變化的衝擊,還有許多物理因素如細胞生物力學參與其中,包括:拉伸、擠壓、剪力、基質的軟硬;機械物理作用無時無刻在微觀層面影響著人體,每一顆細胞都有機械力的感受器、接受器,特定蛋白質組成的細胞骨架,做為鋼筋、大小支柱和拉桿,進而影響細胞的訊息傳遞、存活、生長、分化以及死亡等功能,故現今的細胞培養將不再只有靜態結合化學的單一選擇,而是讓細胞培養邁向可以是動靜皆宜。
ATMSTM全自動二維/三維動態培養系統,近期在台大醫院第八共同研究室進行為期一週試用展示,讓使用者可藉由此系統進行實驗條件測試,透過不同的拉伸或擠壓變形量與頻率,調控細胞或組織在不同生理或病理條件環境下的變化,模擬心血管脈動、肺部呼吸、咀嚼、肌肉、韌帶、皮膚的牽張延展、關節軟骨的壓縮、胃腸蠕動、膀胱系統的縮脹等。研究者可將本系統置於細胞培養箱內,在功能上有”二維/三維動態拉伸細胞培養模式” (2D/3D dynamic stretch cell culture)外,另有活體組織拉伸培養模式(Tissue sample dynamic stretch culture),”三維動態擠壓細胞培養模式”(3D dynamic compression cell culture)等模式供研究者操作使用。
目前從文獻中提供不同的器官系統的實驗條件如下:
近期國內外的研究顯示,除了化學的方式誘導幹細胞分化外,機械力刺激誘導幹細胞分化也是個好選擇之一,例如脂肪幹細胞(ADSC),在適當的機械力刺激(DS),無須外加誘導分化的培養(Induction medium),即可促進分化成軟骨細胞,其研究更進一步指出機械動態拉伸力刺激影響,讓脂肪幹細胞分化成各類組織的潛在能力,在轉譯醫學更具備應用於臨床治療疾病的發展。研究人員發現藉由機械動態拉伸,會改變幹細胞分泌的Exosome (外吐小體)其內部所包含的組成;Exosome除了是幫助疾病診斷的生物標記或是傳遞的載體之外,有些研究團隊更好奇想知道將機械動態拉伸之後,幹細胞所分泌的Exosome是否具有疾病治療上的可能性。除此之外,藉由機械動態拉伸模擬軟骨老化相關疾病(例如退化性關節或骨質疏鬆症),提供新的藥物篩選或治療平台,或是模擬適度運動,探討預防性減緩老年人骨質疏鬆症惡化進程的可能性。
英國牛津大學研究團隊,更進一步將本系統靈活的整合即時影像、電生理等設備。建立臨床疾病的體外模式,如心臟纖維化、動脈粥狀硬化、慢性肺阻塞、神經細胞離子通道探討、神經幹細胞分化等,以動態細胞培養模式於體外進行模擬研究,延伸中藥配方治療的篩選平台,例如下圖:
現今的生物學家試著用基因和蛋白質來詮釋細胞的所有生命現象,基因和蛋白質的確會操縱細胞的行為,但是越來越多證據顯示動態物理作用力也會改變細胞程序,這些動態推拉力量大多是來自細胞環境,例如鄰近的細胞、細胞外基質或體液。藉由細胞環境所產生的物理作用力,在微觀的角度影響著人體,這些動態物理力量作用於所有細胞,其影響力如同基因一樣深遠,細胞上各種蛋白質的接受器,開或關連接著動態物理作用力與生物共同運作,扭轉各個細胞的功能,開關訊號的增減可能會直接或間接影響細胞的命運是繼續維持正常運作,還是成為危害生命的疾病?研究者以往只用靜態培養的技術,或許可試用二維/三維動態培養方式來探討細胞微環境的影響。
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