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当癌细胞转移时，它们会变形，变成导弹形状，以便渗透到全身的其他组织
事实上，为了在全身旅行，转移性癌细胞必须改变它们的表型——它们的身体特征
这种变化使得构成我们器官和皮肤屏障的静止上皮细胞转变为间充质细胞，或者发展为结缔组织、血管和淋巴组织的细胞
研究人员观察到，完成这种转变的细胞，称为上皮向间充质转变，或EMT，可以显著增加癌性肿瘤转移的可能性
目前，科学家筛选和识别这些细胞的方法是在显微镜载玻片上观察它们
但是密歇根大学的研究人员写道，观察固定在显微镜载玻片上的细胞的标准研究不能揭示它们的形状变化，就像固定的蝴蝶标本不能揭示它们的飞行模式一样
现在，U-M的研究人员已经开发出一种方法，在细胞自由变形时对其进行评估，这种方法被称为细胞磁旋转和机器学习
他们的研究结果发表在《PLOS一号》杂志上
“如果癌细胞位于身体的某个地方，为了转移到身体的另一个部位，它必须变成导弹的形状，穿透组织，进入血流，然后从血管中穿透到新的位置
这种转移潜能与细胞移动性有关，但细胞移动性也取决于细胞形状和细胞形状变化的动力学，”第一作者、理查德·斯马利大学化学、物理、应用物理、生物物理、生物医学工程和化学生物学杰出教授拉乌尔·科佩尔曼说
为了能够观察这些细胞动态，U-M的研究人员需要细胞自由漂浮，而不是固定在载玻片上
因此，他们使用他们以前开发的方法——细胞磁旋转——作为研究这些细胞动力学的基础
利用这种方法和两种具有不同转移潜能的众所周知的乳腺癌细胞系，Kopelman和他的同事将癌细胞装载到由数千个隔间组成的微流体细胞载玻片中
每个隔室只容纳一个癌细胞
在这张幻灯片上，研究人员添加了一种市售磁性纳米粒子的溶液
这些纳米粒子进入癌细胞，但不会对它们造成伤害
然后，磁铁绕着癌细胞盘旋转，癌细胞慢慢旋转
缓慢的旋转不会影响细胞的形状，但它确实允许癌细胞变形
随着细胞的旋转，它们能够像在体内一样改变形态
当它们改变形态时，研究人员拍摄细胞的荧光图像
然后，他们结合了两种算法——物体识别和机器学习——通过形状来识别每个细胞
首先，研究人员发现，经历过EMT的细胞与对照组的细胞形状截然不同，这表明细胞的形态和生物行为之间有着密切的关系
Kopelman说:“这种基于机器学习的新方法似乎有潜力绘制细胞群体的形态动力学分布图并对其进行分类，从而提供肿瘤细胞群体形态可塑性程度的信息，这种可塑性通常与致死率相关。”
为了分析经历显著形状变化的细胞，研究人员迫使人类前列腺癌细胞系PC-3经历上皮细胞到间充质细胞的转变
利用细胞磁旋转，研究人员不仅能够识别经历转变的细胞，还能够识别更多原始细胞亚群的存在
最后，他们想在乳腺癌细胞群中识别高流动性细胞
他们将这些高流动性细胞的图像与未能迁移的乳腺癌细胞系中的细胞进行了比较(使用标准测试)，并且能够将流动性细胞群体与乳腺癌细胞的一般群体区分开来
科佩尔曼说:“我们希望这种特殊的方法最终能够广泛应用，并为治疗医生提供特定癌症侵袭性的信息。”
“我们需要更新、更好、额外的测试，为护理人员提供额外的信息
我希望这种微流体装置最终会成为筛选癌细胞的标准选择
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