微納操作機(jī)器人腫瘤探測研究獲APS封面刊載
近日，生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域國際著名期刊Acta Pharmacologica Sinica(2021, 42(3): 323-339)以封面文章形式發(fā)表了中國科學(xué)院沈陽自動化研究所基于微納操作機(jī)器人的腫瘤轉(zhuǎn)移過程中多尺度機(jī)械特性研究綜述論文(Atomic force microscopy for revealing micro/nanoscale mechanics in tumor metastasis: from single cells to microenvironmental cues)。該論文系統(tǒng)總結(jié)了基于原子力顯微鏡(AFM)的腫瘤轉(zhuǎn)移過程中單細(xì)胞及微環(huán)境機(jī)械特性的探測與表征，并對其存在的挑戰(zhàn)及未來發(fā)展進(jìn)行了展望。
Acta Pharmacologica Sinica封面展示了細(xì)胞及多種微環(huán)境因素共同作用下的腫瘤轉(zhuǎn)移過程。腫瘤轉(zhuǎn)移是導(dǎo)致癌癥患者死亡的最主要原因(約90%)。在腫瘤轉(zhuǎn)移過程中，癌細(xì)胞及其微環(huán)境不僅發(fā)生化學(xué)特性的改變，同時還伴隨著顯著的物理過程及物理特性變化，如癌細(xì)胞通過改變自身機(jī)械特性(如變形能力)以利于穿過轉(zhuǎn)移過程中的各種物理障礙(如細(xì)胞外基質(zhì)，血管壁)，在血液循環(huán)過程中癌細(xì)胞通過與血小板結(jié)合以逃避體內(nèi)免疫系統(tǒng)的識別與攻擊，以及癌細(xì)胞通過外泌體傳遞信息促使轉(zhuǎn)移部位微環(huán)境發(fā)生改變以適應(yīng)癌細(xì)胞生存和增殖的需要等。近年來的研究結(jié)果顯示AFM不僅能夠揭示腫瘤轉(zhuǎn)移過程中單個細(xì)胞機(jī)械特性的變化，還可對腫瘤轉(zhuǎn)移過程中涉及的多種微環(huán)境因素(如外泌體，細(xì)胞外基質(zhì)等)進(jìn)行有效探測，為腫瘤研究提供了新的技術(shù)方法，加深了對腫瘤轉(zhuǎn)移過程的認(rèn)識。
沈陽自動化所微納米課題組長期以來在信息科學(xué)與生命科學(xué)交叉融合前沿微納機(jī)器人系統(tǒng)及其生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用方面，特別是在多尺度腫瘤機(jī)械特性探測方面，開展了連續(xù)性和系統(tǒng)性的理論及實(shí)際應(yīng)用研究工作，部分研究成果發(fā)表于Science Advances, Nature Communications等國際頂尖期刊。此次APS以封面文章的形式發(fā)表研究所微納機(jī)器人技術(shù)腫瘤探測研究成果，是對研究所微納機(jī)器人生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用研究工作的重要肯定，表明了研究所微納生物探測研究正逐步得到廣泛國際關(guān)注，對于下一步科研工作的推進(jìn)具有積極意義。
研究得到了國家自然科學(xué)基金委，中國科學(xué)院和機(jī)器人學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的大力支持。
