來源：生命經緯 2007-01-09 09:14
來自羅切斯特大學（University of Rochester）生物醫學工程系的Michael King副教授，發明了一種可以從血液中篩選癌細胞和幹細胞的裝置：當捕獲癌細胞時，它會消滅癌細胞；當捕獲到幹細胞時，它會搜集起幹細胞，以便在隨後的組織工程、骨髓移植或其他的疾病治療中派上用場。與羅切斯特大學的Nichola Charles，Jared Kanofsky和Jane L. Liesveld一起，King在2006年6月美國機械工程師協會（@）的成果展示中發表文章「Using Protein-Functionalized Microchannels for Stem Cell Separation」，文章編號為ICNMM2006-96228。
King的研究隊伍中包括來自StemCapture公司的科學家，該公司在2005年11月購買了King開發的消滅癌症和搜集幹細胞的技術專利。這項技術可以應用在體內（將設備插入到機體中），或者應用在體外（將設備安置在體外）：任何一種方法都可以讓這套設備殺死癌症細胞捕獲幹細胞——一種分化為血細胞、骨細胞、軟骨細胞和脂肪細胞的原始細胞。
研究歷程
1999-2001年間，當King還在賓夕法尼亞大學（University of Pennsylvania）工作的時候，他的一個實驗室成員發現骨髓幹細胞比其他細胞（包括血細胞）更容易粘附到一種名為選擇素（selectin）的粘附蛋白(Adhesive protein)上。
2002年，來到羅切斯特大學，他開始從事研究血細胞粘附到血管內壁的過程。在炎症發生的時候，血管壁會在表面呈現出選擇素分子，這種分子特異性地粘附白細胞。這種選擇性使得白細胞會沿著血管壁緩慢移動，尋找那些通知它們隨時離開血管的信號分子，也是這個原因促使白細胞在細菌感染、組織損傷處聚集。
開始時，他注意到選擇素會在極短的時間內與白細胞形成共價鍵，隨後馬上釋放這些細胞讓它們重返血流。他還注意到正是得益於選擇素的粘附機制，骨髓幹細胞才得以離開血流找到進入骨髓的路。這是骨髓移植的工作原理。最後，他仔細觀察了癌症的擴散或轉移（metastasis）過程：癌細胞離開原發瘤進入血液，隨著血液循環到達其他器官，隨後離開血流形成繼發瘤。他將這些發現與另一項重要發現結合起來：選擇素是通過一種特異性的糖分子識別出白細胞、幹細胞和癌細胞的。King決定在選擇素釋放這些細胞之前搜集它們。
搜集幹細胞
因為骨髓幹細胞與選擇素的結合力比其他細胞都強，King在一種細條的管壁上包被選擇素。隨後他們做了一系列的實驗，包括使用大鼠做體內、體外實驗，通過這種包被有選擇素的管子來過濾血液提取幹細胞。King的實驗室成員發現這種管子確實有用，可以搜集到大量的細胞，當中有38％是幹細胞。King設想了一種醫生可以操作的系統，讓血液流過一種裝置從而得到20-40％濃度的幹細胞。這些幹細胞可以用在組織工程或者骨髓移植等。這種方法獲得幹細胞是不會引起爭議的。這種裝置主要使用了微流體技術(Microfluidics)和選擇素包被技術。
消滅癌細胞
King的發明中另外一個激動人心的應用就是可以過濾血液中的癌細胞，並誘導它們的死亡，這是一種新型的預防腫瘤擴散的方法。
當癌細胞隨著血液經過King的裝置時，King的裝置可以捕獲它們，並且將一種凋亡信號傳遞給它們（一種告訴癌細胞殺死自己的生化通路）。兩天內，癌細胞就死掉了。普通細胞卻都可以正常活著，因為裝置只是針對癌細胞。
凋亡信號是通過一種叫TRAIL的分子來傳遞的，該分子就包被在裝置中。癌細胞有五種類型的蛋白用以識別和結合TRAIL，其中兩種誘導細胞死亡。其他的三種稱作誘捕受體(decoy receptor, DcR)。健康細胞具有很多誘捕受體，使得它們天生有著抵抗TRAIL誘惑的本領。在癌細胞中，因為表達了兩種其他的受體從而促使它們的死亡。
在癌細胞死亡的時候，TRAIL並沒有被刪除或是損耗，事實上它們可以保持活性長達好幾周或是好幾個月。同樣的一個TRAIL分子可以殺死很多癌細胞。
這種消滅癌細胞的發明可以在原發瘤手術、化療之前使用。當醫生移除原發瘤後，這個裝置就可以捕獲血液中殘留的一些癌細胞，消滅它們，很大程度上降低了腫瘤擴散的可能性。King最先選擇治療的癌症是直腸癌（colorectal cancer）、惡性血液病（blood malignancy）和白血病（leukemia）。
協會介紹：
@ 美國機械工程師協會：ASME（American Society of Mechanical Engineers）成立於1880年。現今她已成為一家擁有全球超過125,000會員的國際性非贏利教育和技術組織。
Source : School of Engineering and Applied Sciences University of Rochester
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