NatureCommunications：微流控捕獲腦腫瘤脫落的細胞外囊泡

　　精確的癌癥治療依靠獲得有關腫瘤的分子信息來指導有效的治療決策。由于腦腫瘤的針頭活檢是侵入性的且困難的，因此生物工程師已經開發了捕獲腦腫瘤釋放的細胞外囊泡(EV)的微技術。囊泡攜帶突變的遺傳物質和蛋白質樣品，引起惡性腫瘤，研究人員希望對其進行分析以優化治療方法。

　　盡管它們攜帶大量信息，但來自腫瘤的電動汽車是非常小的顆粒，由脂質制成，并且相對罕見。因此，研究人員開發了微流體設備，可以從患者身上采集少量血液，并捕獲電動汽車及其內含物進行分析。Nature Communications報道的工作描述了一種新的微流控設備EVHB-Chip的開發，該設備顯著提高了從小于一滴血液的體積中捕獲電動汽車的能力。

　　從癌細胞中分離出這些稀有EV的一個主要因素是，它們與來自健康細胞的數十億EV混合在一起，這些EV似乎是用于改變或增強周圍細胞功能的通信網絡的一部分。例如，在健康細胞中，電動汽車包含可操縱其細胞微環境以促進傷口愈合的核酸子集。相反，癌癥電動汽車攜帶的分子會通過血管生成(新血管的形成)，侵襲性和轉移來促進癌癥擴散。

　　在馬薩諸塞州總醫院醫學工程中心的助理教授Shannon Stott博士的帶領下，生物工程師設計了帶有交錯人字形表面的微流控芯片。人字形腔室涂有已知與腦腫瘤中發現的蛋白結合的抗體，這些蛋白攜帶在電動汽車的表面。人字形結構產生的湍流提高了EV產量，從而增加了EV與腔室壁上的捕獲抗體發生碰撞的頻率。

　　研究人員使用EVHB-Chip分析了13例多形性腦腫瘤膠質母細胞瘤(GBM)患者的血液樣本。EVHB芯片成功地從所有13位患者中分離出足夠多的腫瘤特異性EV，以分析存在的癌癥基因。分析顯示，高水平的超過50種癌癥相關基因，包括癌癥特異性GBM突變EGFRvIII。

　　“直到現在，我們一直主要與循環腫瘤細胞(CTC)合作，這些腫瘤細胞會從腫瘤中脫落，并且可以使用微流控技術捕獲，以獲取指導治療決策的信息，” Stott解釋說。“但是，就腦癌而言，CTC可能無法通過血腦屏障。電動汽車的微粒要小得多，更容易從大腦出來進入循環系統，這就是為什么我們正在磨練微流體技術來捕獲這些小型電動汽車，并利用它們攜帶的信息來最終優化腦癌治療。”

　　“我們也對這項技術在小兒腦癌患者中的潛力感到興奮，因為從中只能獲得非常少量的血液，尤其是反復監測治療效果的血液。有效性通過治療過程中捕獲的電動汽車中分子的變化來衡量。” Stott說。