A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
من خلال دمج تصميم تجربة التفاعل وتحليل متطلبات المستخدم ، نقدم مكشطة خلايا مبتكرة تعزز فحوصات التئام الجروح الخلوية من حيث قابلية التكاثر والاعتمادية والتطبيق العملي والسلامة الخلوية وتجربة المستخدم.
غالبا ما يتم تقويض موثوقية قياس الهجرة الخلوية في مقايسات التئام الجروح بسبب عدم الاستقرار المنهجي السائد ، أي الطريقة القائمة على الأطراف. نقدم أداة مبتكرة مصممة لمعالجة هذه القيود. تتفوق مكشطة الخلايا الجديدة الخاصة بنا على النهج الحالي ، مما يولد فجوة خالية من الخلايا أكثر اتساقا واستقرارا. تكشف التجارب البيولوجية المتكررة أن الفجوة الخالية من الخلايا التي تنتجها مكشطة الخلية تظهر حوافا أكثر استقامة وحجما وشكلا موحدين مقارنة بالتقنية القائمة على الطرف (p < 0.05). من حيث تصميم المنتج ، تتميز مكشطة الخلايا بنظام ألوان مكرر مناسب للبيئات المختبرية ، مما يعزز مراقبة النتائج التجريبية ، ويسمح بالتعقيم من خلال التعقيم لإعادة الاستخدام. والجدير بالذكر أنه بعد العلاج ، تظهر مكشطة الخلايا تأثيرا ضئيلا على صلاحية الخلية وتكاثرها (97.31٪ و 24.41٪ على التوالي). على العكس من ذلك ، فإن الطريقة القائمة على الطرف تؤدي إلى انخفاض صلاحية الخلية (91.37٪) والانتشار (18.79٪). يقدم هذا التحقيق مكشطة الخلايا كجهاز جديد قابل لإعادة الاستخدام قادر على توليد فجوات خالية من الخلايا قابلة للتكرار مع الحفاظ على الجدوى الخلوية ، وبالتالي زيادة موثوقية فحوصات التئام الجروح مقارنة بالتقنيات الحالية.
تتميز الأورام بسمات مميزة مثل مزايا النمو الانتقائي ، وإعادة الأسلاك الأيضية ، والتعديل المناعي ، وكلها تساهم بشكل مثير للاهتمام في تعزيز هجرة الخلايا ، وهو سلوك خبيث حرج للخلايا السرطانية. تؤثر هذه الميزة بشكل مباشر على ورم خبيث بعيد للورم الرئيسي ، مما يعرض للخطر بقاء المرضى على المدى الطويل1،2،3. تمكن مزايا النمو الانتقائي الخلايا السرطانية من التفوق على الخلايا الطبيعية ، بينما تدعم إعادة الأسلاك الأيضية هذا الانتشار السريع عن طريق تغيير مسارات الطاقة. في الوقت نفسه ، يسمح التعديل المناعي للأورام بالتهرب من دفاعات الجسم. تؤكد الدراسات على شدة هذه المشكلة ، حيث تظهر أن ورم خبيث في الرئة ، غالبا ما يكون نتيجة لهجرة الخلايا المعززة ، هو حدث نهائي يؤدي إلى وفاة مرضى يعانون من سرطانات مختلفة4. على سبيل المثال ، تمثل سرطانات الثدي5 وسرطان عنق الرحم4 وساركوما العظم6 20٪ و 9٪ و 30٪ من هذه الحالات على التوالي. لذلك ، أصبح تقييم هجرة الخلايا السرطانية جزءا لا يتجزأ من أبحاث الأورام الحالية ، مما يسلط الضوء بشكل أكبر على الطبيعة متعددة الأوجه لتطور الورم.
مقايسة التئام الجروح الخلوية هي طريقة سهلة الاستخدام لقياس الهجرة الخلوية في المختبر ، وغالبا ما تستخدم في دراسات الأورام7. يستخدم معظم المجربين أطراف الماصة لإنشاء جروح الخلايا يدويا8. على الرغم من أن مثل هذه الطريقة يمكن أن تشكل جروح الخلايا بسرعة وسهولة ، إلا أنها لا تزال تحتوي على العديد من القيود التي تؤثر على قابلية التكاثر والدقة لتقييم هجرة الخلايا. أولا ، يتأثر استخدام أطراف الماصة لإنشاء خدوش يدويا بشكل كبير بزاوية تشغيل المشغل وقوته وسرعته ، مما يؤثر على قابلية تكرار الطريقة8. ثانيا ، عادة ما يكون لعيوب الخلايا الناتجة عن الطرف حواف خشنة بدلا من حواف مستقيمة لأن أطراف الماصة هي منتجات بلاستيكية ذات مرونة معينة9. تولد بعض الدراسات الجروح عن طريق وضع إدخالات مستنبتة مسبقة الصنع مباشرة في لوحة زراعة الخلايا لتقييد نطاق تكاثر الخلايا10. يتحايل هذا النهج على قيود الطريقة القائمة على النصائح ، مثل الحواف الخشنة وقابلية التكاثر. ومع ذلك ، حتى مع المواد المتوافقة حيويا ، فإن التعايش طويل الأمد للتضمين مع الخلايا لا يزال يؤثر على نمو الخلايا11. علاوة على ذلك ، قد يتسبب التضمين أيضا في حدوث تغيرات جينية خلوية في المنطقة الهامشية بسبب تقييد الاتصال12. كما أن إدراج التلامس المنتج من مواد متوافقة حيويا باهظ الثمن ويصعب إعادة استخدامه ، مما يحد من جدواها13. لذلك ، هناك حاجة إلى أداة جديدة وقابلة للتكرار وعملية لتحديد الهجرة الخلوية في المختبر بسهولة.
الهدف الأساسي من هذه الطريقة هو تقديم أداة مبتكرة لتحديد الهجرة الخلوية في المختبر في دراسات الأورام ، ومعالجة قيود التقنيات الحالية وتعزيز قابلية التكاثر والدقة في تقييم الهجرة الخلوية.
يكمن الأساس المنطقي وراء تطوير هذه التقنية في الأهمية الحاسمة لتقييم هجرة الخلايا السرطانية في علم الأورام. تظهر الأورام سمات مميزة ، بما في ذلك مزايا النمو الانتقائي ، وإعادة الأسلاك الأيضية ، والتعديل المناعي ، وكلها تساهم في تعزيز هجرة الخلايا ، وهو جانب أساسي من الأورام الخبيثة السرطانية. تهدف هذه الطريقة إلى توفير وسيلة أكثر موثوقية لدراسة الهجرة الخلوية ، مما يساهم في فهم أعمق لسلوك الورم.
تقدم هذه الطريقة مزايا كبيرة على التقنيات الحالية. يمكن أن تعاني فحوصات الخدش اليدوية من التداخل المعتمد على المشغل ، بينما قد تؤثر إدخالات الثقافة على نمو الخلايا والتعبير الجيني. في المقابل ، توفر هذه الطريقة قابلية محسنة للتكرار والدقة والتطبيق العملي ، مما يوفر حلا فعالا من حيث التكلفة لقياس الهجرة الخلوية في المختبر في أبحاث الأورام. إنه يلبي حاجة ماسة إلى أداة موثوقة ويمكن الوصول إليها لدراسة هجرة الخلايا في أنواع مختلفة من السرطان ، مما يجعلها إضافة قيمة إلى هذا المجال.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
وقدم جميع المشاركين موافقة خطية مستنيرة كاملة. لم تكن الموافقة الأخلاقية قابلة للتطبيق لأنه لم يتم تضمين عينات من أو الأنسجة البشرية في هذه الدراسة.
1. التحقيق في متطلبات مجتمع المستخدمين
2. التصميم والنمذجة ثلاثية الأبعاد
3. الإنتاج
4. ثقافة الخلية
5. تقييم إمكانات جرح الخلية لمكشطة الخلية والطريقة القائمة على النصائح
6. قياس صلاحية الخلية وتكاثر الخلايا
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
تشريح مطالب المستخدم للحصول على أدوات لتوليد جروح الخلايا
تتطلب الطريقة التجريبية الحالية لتوليد جروح الخلايا مزيدا من التحسين لمعالجة العديد من المشكلات التي تعرض للخطر التكاثر البيولوجي والمتانة والاستهلاك الاقتصادي وتجربة المستخدم لمقايسة التئام الجر?...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
تهدف الدراسة الحالية إلى تطوير أداة ميكانيكية أوتوماتيكية لمقايسة التئام الجروح الخلوية. على حد علمنا ، فإنه يمثل المحاولة الأولى لتطبيق بنية مدفوعة ميكانيكية لإنشاء جروح الخلايا بنقرة واحدة تلقائيا. من خلال هذا ، نهدف إلى معالجة أوجه القصور في الطريقة التقليدية القائ...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
يعلن أصحاب البلاغ أنه ليس لديهم تضارب في المصالح.
هذه الدراسة مدعومة بمنحة من المؤسسة الوطنية للعلوم الاجتماعية (22FYSB023) ، ومؤسسة أبحاث مركز هوبى للتصميم الصناعي (08hqt201412046) ، ومؤسسة العلوم الإنسانية والاجتماعية التابعة لإدارة التعليم بمقاطعة هوبى (15Y054).
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
CCK-8 Kit | Beyotime Company, China | C0037 | |
digital microscope system | Olympus | IX81 | |
fetal bovine serum | Gibco, USA | 16000044 | |
HOS | Procell Life Science & Technology Co., Ltd | CL-0360 | |
Image-Pro Plus | Media Cybernetics | version 6.0 | |
KeyShot | Luxion | version 11.0 | 3D rendering software |
microplate reader | BioTek, German | ELX808 | |
Minimum Essential Medium | Gibco, USA | 11095080 | |
Pantone matching system | Pantone | commercial color matching | |
penicillin-streptomycin | Beyotime Company, China | ST488 | |
Photoshop | Adobe | photo and design software | |
Rhinoceros 3D | Robert McNeel & Associates | version 7.0 | 3D design software |
TC20 Automated Cell Counter | Bio-Rad | TC20 | |
Trypsin | Cytiva HyClone, United State | SH30042.01 |
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved