【儀表網 研發快訊】近日，美國化學會旗下期刊Nano Letters(中科院一區Top類)發表了中國科學院沈陽自動化所微納米自動化課題組利用微納操作機器人在外泌體探測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，開展了溶液環境下臨床血液癌癥患者液體活檢標本中單個外泌體黏彈特性及幾何特征的原位測量，測量結果展現了血液癌癥發生發展過程中外泌體力學特性的動態變化。
 

　　外泌體作為細胞間通信的載體，在細胞生理病理活動過程中發揮重要的調控作用，因此研究生命活動過程中外泌體的行為特性和變化規律對于揭示生命奧秘以及發展新型臨床疾病診療方法具有重要意義。此外，越來越多的證據表明力學因素在一切生命活動過程中均起重要作用。然而目前對于癌癥發生發展過程中外泌體力學特性的動態變化的認知仍然極為有限。
 

　　沈陽自動化所科研人員通過醫工結合的方式，建立了基于AFM的溶液環境下單個外泌體多參數力學特性(彈性特性、黏性特性、幾何特征)原位測量方法，分析了AFM針尖形狀及探針加載速度對測量結果的影響，并在此基礎上分別對淋巴瘤、骨髓瘤及健康人液體活檢標本中提取的外泌體進行了探測實驗。實驗結果顯示，癌變后外周血中外泌體的楊氏模量及黏性系數均顯著增加。實驗結果展現了癌癥患者外泌體與健康人外泌體力學特性之間的顯著差異，揭示了外泌體力學特性在血液癌癥發生過程中的指示作用，對于癌癥液體活檢技術研究具有積極意義。
 

基于AFM的溶液環境下癌癥患者液體活檢標本中外泌體力學特性原位探測示意圖
 

　　該研究得到了國家自然科學基金委員會、中國科學院從0到1前沿科學重點研究計劃和機器人學國家重點實驗室的大力支持。(機器人學研究室)