微重力、干细胞和癌症:癌症治疗的一个新的希望

文摘

人类与环境集成在他们生活的地方。重力起着重要的作用在塑造宇宙,生命,甚至细胞生物过程。在过去40年的研究已经表明暴露于微重力生物过程的变化。微重力已被证明对细胞增殖有显著影响,入侵、凋亡、迁移、和基因表达,特别是在肿瘤细胞,这些影响可能也存在干细胞和癌症干细胞。它也表明微重力改变化疗药物的影响。虽然研究模拟微重力环境中进行在细胞培养中,很少有动物实验或真正的微重力研究。癌症仍然是全世界最重要的问题之一。尽管医学科学的进步,没有发现明确的策略预防癌症的形成或告知治疗。因此,微重力环境是一个潜在的未来癌症治疗的新的治疗策略。综述将集中在现有知识的影响微重力环境对癌症细胞,干细胞和癌症干细胞的生物学行为。

1。介绍

引力是一个普遍的权力和影响地球上的所有生命形式存在,其中包含的生物过程。物理力量,如重力和电磁力,参与塑造地球上生命的进化,他们继续影响生物的生活过程。在过去的四十年里,航天工业的发展导致新发现关于微重力的影响( )生物的生活和过程。它已经表明,微重力可以改变细胞包括细胞形态的重要属性,增殖和迁移1,2]。重力生物学及其对肿瘤细胞的影响是极大的兴趣,仍然是当前空间研究的主题。

研究微重力环境中可进行在国际空间站(ISS),它提供了真正的长期细胞培养 。然而,很难区分的影响在空间微重力的宇宙辐射(3]。此外,研究国际空间站是非常昂贵。由于这些原因,研究使用world-simulated微重力(s所致 )平台。进行干细胞研究在模拟微重力条件下,平台和设备组成的旋转壁容器(RWV),定制的随机定位机(RPM)旋转式细胞培养系统(信用社)、二维回转器,可以使用3 d回转器(4- - - - - -7]。

s -不同于现实 ,和不同设计设备中使用每种类型的研究。当比较结果从r -和s - ,应该注意的是,两个条件之间存在着根本性的差异。在r -细胞培养在太空发生在本质上是自由的环境没有扰动的培养基,除了天然营养物质扩散和细胞废物由于局部浓度梯度。然而,在s -细胞设备,比如RPM、RWV rcs,或CN,体验剩余加速度取决于它们旋转的中心的距离,剪切力和一个常数细胞培养基的混合物。尽管这些影响不一定是有害的,他们引入额外的因素和变化的细胞培养过程,最终会导致结果之间的偏差从r和s -实验(5,8]。

不同年代之间的显著差异也会发生方法。RWV是横向旋转船没有内部机械搅拌器。RWV中央硅胶膜存在,通过扩散提供氧气,避免生产的泡沫破坏细胞增长。该船是完全充满了文化传媒,因此没有气液界面。因为没有内部运动部件、容器提供了一个文化环境的特点是低剪切和低动荡。RWV内贴壁细胞生长在微载体珠提供了坚实的支持;细胞容易附加和求职微载体的表面。持续增长,多个cell-covered珠子融合,进行细胞连接,并生成高密度三维聚合结构。这发生的条件下优化悬架和均匀混合,以便有效转移的营养和代谢废物(9,10]。

随机定位机(RPM;也被称为3 d回转器)可以支持空间微重力环境的某些条件,包括缺乏沉积,促进细胞主机托管和多细胞球状体的增长。与细胞培养的RWV完全悬浮,RPM是进行组织培养瓶含有subconfluent单层细胞的贴在一个平台的中心在一个相互联系的框架由两个垂直的手臂旋转彼此独立的。这将创建一个连续随机定向培养瓶的调整。瓶是完全装满了媒体,通过透气型帽和曝气发生。在RPM的增长,细胞可以从瓶表面分离,形成多细胞球状体。因此,孵化的RPM收益率在悬浮细胞生长和细胞粘在2 d文化。RPM的重力向量是不断调整,在clinorotation发生,但发生这种情况增加定向随机化的方式,没有主流取向发生(9,11]。

每个模型的系统提供操作的优势和限制,可用于实验方法问题。例如,大型结构难以维护RWV悬浮;因此,3 d增长可以成为大小有限。然而,由于存在少量的流体剪切力RWV;该系统可用于研究癌细胞构造剪切应力的影响,以及RPM。

2。微重力的影响肿瘤细胞的生物学行为

许多研究已经证明了微重力的抑制作用在肿瘤细胞的生存和生长。在一项研究中,微重力显著降低细胞的活动,这种效果是直接与微重力的持续时间成正比12]。

bcl - 2,一个凋亡蛋白质p53与抑制相关的蛋白质和细胞凋亡的BNIP3-was甲状腺癌细胞所示的模拟微重力环境中,感应PARP和伯灵顿所做的(13]。如MDM2、p53蛋白会使蛋白质p21,和伯灵顿,调节细胞凋亡和细胞周期在微重力环境中14]。在一项研究中,赵等人表明,模拟微重力诱导细胞凋亡通过upregulation caspase-3 caspase-7, caspase-8,导致细胞凋亡的差别,通过对这些基因的分子调控NF -κB通路,包括TICAM UEV1A, TRAF2, TRAF6 [15]。CAV1蛋白敏感重力和调节细胞分化、增殖和凋亡。研究表明,CAV1却降低了72 h后癌细胞在微重力环境中(16]。基于这些研究,我们可以得出结论,微重力影响通过抑制癌细胞的生存信号通路诱导细胞程序性死亡。

研究也发现,蛋白质调节细胞周期,如细胞周期蛋白D1和B1、模拟微重力环境中表达下调在乳腺癌和结直肠癌细胞系(12,13]。ATR / ATM和CDK 1/2所需蛋白质是细胞周期从年代过渡到G2,与这些蛋白质在微重力下下降。这是证明了流量仪结果显示肿瘤细胞的数量减少的G2期(15]。PCNA-CDK-cyclin蛋白质的影响复杂,所需细胞周期进展,在模拟微重力条件下降低。模拟微重力函数诱导p21蛋白的表达,从而抑制DNA复制和细胞周期。此外,p21复合物与PCNA抑制CDK的活动形式。这种交互防止RB蛋白的磷酸化和绑定到它的转录因子的释放,导致封锁在G1期检查点(17]。

在地球上,一个真正的微重力环境可能是由一个自由落体的塔。然而,这些方法获得的微重力的持续时间通常是太短的细胞培养。因此,回转器,它提供了一个长期taSMG环境,已经应用于研究微重力对细胞的影响。时均模拟微重力(taSMG)提出了,在一个连续变化的方向重力使模拟微重力对细胞的影响。金等人研究了微重力的影响对霍奇金淋巴瘤细胞(l - 540)相比,正常的人类皮肤成纤维细胞。l - 540和HDLM-2人类淋巴瘤细胞株培养的3 d回转器恒定的角速度。通过一个优化的过程使用的角速度确定提供均匀分布的重力。细胞被播种在25厘米²玻璃瓶所共有 细胞。被放置在回转器之前,烧瓶仔细充满介质(约80毫升)没有气泡,以避免剪切的液体。烧瓶固定后在舞台上的回转器,回转器操作1,2,3天在一套商用孵化器37°C和提供5%的股份有限公司₂。控制细胞生长在平行1 g和保持静态回转器在相同的孵化器。相同的过程重复了四次。结果表明微重力停止淋巴瘤肿瘤细胞增殖和诱导细胞死亡,而正常细胞没有影响(18]。集落形成研究黑色素瘤、结直肠和白血病细胞系表明微重力减少癌细胞的能力,形成殖民地(13,15]。可能是低重力影响控制细胞周期的基因和蛋白质,从而阻止癌细胞产生的殖民地。

张等人显示减少迁移后的肺癌A549细胞株的24小时暴露于微重力条件。矩阵的表达metalloproteinase-2 (MMP2)和抗原MKI67也下降相比,细胞生长在正常重力(19]。微重力环境也增加TIMP基因的表达,MMP基因的差别导致对这些和减少细胞迁移20.]。癌细胞迁移导致转移,上皮间充质转变(EMT)是一个事件癌症转移过程中起着重要的作用。波形蛋白是一个EMT的重要调节因子。波形蛋白是一种重要的EMT的标志和必要的调节因子间充质细胞的迁移,与钙粘蛋白表达的活动是相互关联的。之前的研究表明,减少钙粘蛋白可能导致攻击性的函数,去分化,在许多癌转移。现有证据表明微重力可以重新排列波形蛋白和形式nucleo-vimentin聚合物。这个改变可以减少波形蛋白分子发挥生理效应,导致改变肿瘤细胞的迁移。此外,EMT还参与其他措施在癌症的过程。在微重力下,TGF -β信号通路同时抑制两种EMT-induced基因的表达,snail1和snail2,并促进细胞凋亡20.,21]。

在一项研究中使用空间微重力、李等人表明,空间微重力抑制葡萄糖代谢,调节细胞粘附分子的表达,比如ICAM-1 VCAM-1, CD44,抑郁proangiogenic和促炎细胞因子的分泌。微重力也诱导肌动蛋白丝和微管解聚,波形蛋白的积累,抑制胶原蛋白我和纤连蛋白沉积,监管转导通过粘着斑激酶和ρgtpase,和增强exosome-mediated mRNA转移。长期太空飞行后在这项研究中,波形蛋白积累在内皮细胞(ECs),特别是在细胞核周围的地区,这可能弥补损失的f -肌动蛋白和微管(22]。

微管组织在一个特定的模型依赖于重力,在微重力条件下,这些过程受阻。真实和模拟微重力激活不同的信号通路,导致各种粘附分子的异常表达,进而可能导致三维结构的变化(13]。在微重力研究MCF-7(人类乳腺腺癌细胞)、科普等人发现破坏MCF-7细胞微管的接触诱导微重力(后4小时内23]。的f -肌动蛋白细胞骨架在某些信号通路的变化起到了很重要的作用,随着微重力下细胞形态和其他功能的变化。Boonstra发现f -肌动蛋白的数量增长了7分钟A431细胞表皮样癌在真正的微重力环境(24]。这个结果表明肌动蛋白微丝结构响应变化的重力和细胞骨架的构建可以受到微重力的影响。

刘易斯等人研究了微重力对细胞的微管细胞骨架的影响从人类lymphoblastoid细胞系。结果表明,微重力导致纤维缩短和连接在一起,没有正常的分支在细胞膜25]。微重力破坏细胞内的张力平衡,导致不规则的细胞骨架的形成(26]。

3所示。微重力的影响干细胞的生物学行为

胚胎干细胞(ESCs)是一种从胚胎干细胞分离或原始性腺。ESCs无限增殖能力,自我更新,多才多艺的分化在体外。ESCs可以被诱导分化成任何类型的细胞在活的有机体内和在体外。因此,ESCs可以作为细胞模型在微重力环境中(27]。

王等人使用一个三维(3 d)回转器研究小鼠胚胎干细胞(制)。他们证明制培养模拟微重力下的总量相比显著降低制培养在正常重力。然而,他们发现在细胞周期无显著差异。微重力没有破坏性影响DNA,但它阻止DNA的修复受到辐射。他们还调查了SMG是否会影响辐射诱导的DNA损伤修复的小鼠胚胎干细胞(mesx)。小鼠ES细胞暴露于8 Gy伽马射线辐射暴露(红外+)(IR)孵化了0 h, 1 h, 2 h 1 g或s -条件。执行一个中立的彗星试验测量DNA双链断裂(双边带)电离辐射引起的,和双边带修复的进展是由彗星尾巴的损失表示。在0 h辐射后,正如所料,尾巴时刻明显比在其他时间长点,表明伽马射线辐射诱导的DNA损伤随着时间的推移逐渐修复。然而,修复的发展在不同重力条件下是不同的。1小时后辐射,尾巴在s -细胞培养的时刻明显超过1 g细胞。2 h,尾巴也有不同时刻的两组之间细胞,但不显著。这表明SMG可以影响mES的早期修复辐射诱导的DNA损伤细胞。总的来说,这项研究表明,干细胞是敏感微重力(28]。

在研究开发和制形成拟胚体在微重力下,刘等人发现的ESCs迅速形成了大量的拟胚体伴随着不同类型的模拟微重力下细胞分化。这一发现使我们认识到,微重力ESCs的刺激对分化的影响(29日]。

间充质干细胞(msc)是干细胞家族的重要成员,他们都可以在产后组织和器官。微重力的影响在形态学和细胞骨架的msc清晰可见。在模拟微重力环境中,细胞骨架的依恋和msc急剧变化。

在长期(20天)模拟微重力研究人类msc、Gershovich Buravkova发现hMSCs微重力下培养了肌动蛋白细胞骨架,重新分配vinculin,整合素a2表达增加。此外,细胞的数量表达血管细胞粘附分子1 (VCAM-1)增加。这一结果表明微重力可能导致改变微丝和msc的附着力30.]。

戴秉国等人发现,扩散hMSCs陀螺仪是抑制培养的,和他们的细胞周期停止在G0 / G1期(31日]。一个实验进行空间KUBIK航天空间站12年代hMSCs培养证实了这一发现。有人建议,减少扩散的潜力hMSCs结果从细胞周期基因的表达减少32]。

在另一项研究中,黄等人认为重力是一个强大的可高度影响msc分化的因素。他们发现,骨髓间充质细胞分化成force-insensitive微重力会导致如脂肪细胞,增加重力,msc可以分化成力敏细胞成骨细胞、心肌细胞等。毫无疑问,这一结果具有显著的潜力,促进组织工程、再生医学和干细胞疗法(33]。

陈等人研究了msc在微重力条件下的神经分化,发现在神经分化细胞培养环境在微重力条件下,分泌神经营养因子,如酪氨酸羟化酶(TH)和胆碱乙酰转移酶(聊天),microtubule-associated蛋白2 (MAP-2),神经生长因子(神经生长因子),脑源性神经营养因子(BDNF),睫状神经营养因子(据)增加。上述结果表明刺激效应,微重力对msc的神经分化潜力(34]。

造血干细胞(hsc)的骨髓多能、能够自我再生细胞表达膜结合表面抗原CD34。它已经表明微重力可以显著抑制细胞营业额和骨髓CD34 +细胞的迁移。CD34 +细胞培养模拟微重力环境下退出G0 / G1期细胞周期的细胞培养相比,以较慢的速度在正常重力(35]。长等人进行了一项研究使用人类红白血病细胞(K562)培养在信用社,发现微重力阻止K562细胞的增殖和停止在G0 / G1期细胞周期(36]。在一段11 - 13天在航天飞机任务sts - 63(发现)和sts - 69(努力),培养细胞的总数增加不到地面控制(37]。从这些研究中,我们可以得出结论,微重力抑制造血前体细胞的增殖和分化。

4所示。微重力的影响癌症干细胞的生物学行为

大量的出版物报道信息癌细胞如何表现在微重力环境中,但对癌症干细胞的行为信息有限(二者)在微重力环境中。二者代表在液体和固体肿瘤细胞的一个子集。术语CSC 25年前首次由约翰·e·迪克博士和他的同事们。二者体干细胞的特征,表现出非对称分裂,自我更新和分化特性。二者可以复制父肿瘤被移植到一个主机和发挥重要作用在肿瘤药理阻力。二者也开始被认为是癌症治疗的主要治疗目标由于其属性(7,38,39]。

肿瘤细胞的异质性和二者的存在与癌症患者的不良预后有关。癌症细胞分为两个表型在微重力环境中。一些增长坚持细胞培养瓶的底部,和其他人组装成三维球状体。多细胞球状体(MCS)具有原发肿瘤的特点也表现出root-like属性。因此,他们成为一个优秀的模型详细CSC研究[7,40]。

如同大多数肿瘤,肺二者显示增加CD44和CD133细胞表面标记。半场结束等人接受肺二者富含稳定的非小细胞肺癌细胞株H460微重力。研究发现,肺二者,当暴露在低重力,对选择性分化。此外,二者的细胞凋亡增加相比,那些生长在正常重力。因此,当肺二者在微重力培养,类似于成体干细胞,他们失去他们的干细胞特性。另一份报告符合这个观察是Nanog Oct4基因表达下调除了减少ALDH水平(16]。

对胃肠道干细胞在微重力环境中是如何表现的。阿伦等人培养二者和HCT116结肠癌细胞在旋转式细胞培养系统(信用社)的比例,发现二者表达CD44和CD133细胞内的同时增加人口。他们也表明微重力影响增长/分化控制元素PTEN / FOXO3 / AKT。同时,低重力自噬增加和增加的数量巨大的癌细胞窝藏的全部核本地化Yes-Associated蛋白质(笨蛋)41]。

凯利等人研究了人类骨肉瘤细胞(SAOS-2细胞)暴露于水电集中生物反应器(HFB)和旋转式细胞培养系统(信用社)由美国国家航空航天局(NASA)和他们发现二者刺激增殖在微重力培养媒体。此外,微重力敏化二者作用的化疗药物。此外,不同的细胞类型,如前列腺癌细胞,骨肉瘤细胞(SAOS-2),肺癌细胞和黑色素瘤细胞被作者HFB系统调查。结果表明,接触HFB CD133-positive增加细胞生长在不同的细胞系(42]。

只有少数发表调查研究模拟微重力对二者的影响。结果在这方面依赖于细胞的类型和微重力模拟装置的选择。它也被发现是一个很好的方法,成功地丰富CD133-positive二者在几个癌症细胞系。由于不同的结果实现了使用RPM时,信用社,或HFB设备,更多的研究在不同癌症类型需要充分研究癌症干细胞生物学(5]。

5。研究微重力对癌症细胞株的影响

Prasanth等人暴露erythroleukemic和白血病癌细胞微重力和信用社持续48 h。他们发现白血病癌细胞道诺霉素处理时,他们表现出增加趋化迁移( )在模拟微重力(s - )相比正常的地球上的重力(1 g)。这表明微重力影响癌细胞对化疗的反应在吸毒者的方式43]。很少有出版物对化疗药物的效果在微重力环境中,仍然是一个开放的讨论有许多需要改进的地方。

评价刺激微重力对神经胶质瘤的生长的影响,邓等人研究了U251细胞在低重力不同时期。细胞增殖是通过CCK8测量试验,结果表明,s -抑制U251细胞的活动时间的方式。微重力环境下持续的时间越长,越低的U251细胞的活性。微重力48 - 96 h显著刺激细胞死亡U251细胞和细胞活性下降约45% (44]。

Vidyasekar等人研究了DLD1结直肠癌细胞系和MOLT-4微重力下淋巴母细胞白血病细胞系(信用社),发现细胞克隆形成能力和生存能力下降。他们还发现在致癌基因失调,细胞周期基因,和进展标记,如MIR17HG MIR22HG, MIR21HG, CD44, JUNB, MYC和CD117 [13]。

钟等人进行了一项研究使用H1703人类鳞状细胞癌细胞系和人类肺癌A549细胞株通过clinostat-simulated微重力环境。他们发现不同的细胞系表现出不同的行为在微重力环境中。虽然模拟微重力介质没有明显影响A549细胞株细胞增殖,增殖抑制在H1703细胞系。增加H1703和A549细胞株的迁移后发现暴露在模拟微重力相比,对照组在正常重力。尽管他们不能完全解释这种差异,他们推测,这可能是由于肿瘤微环境(45]。

马和Pietsch使用短期抛物线飞行和长期神舟八号太空任务对真正的微重力和RPM模拟微重力研究滤泡细胞癌细胞系(ftc - 133)。他们的研究评估模拟和真实的微重力之间的区别。结果显示基因的表达变化负责细胞骨架、细胞凋亡、附着力/细胞外基质、迁移、增殖、血管生成和信号转导。蛋白质和基因参与调节肿瘤细胞的扩散和转移RPM和飞行条件下同样的监管。由此产生的效应改变了细胞的表型。抛物线飞行过程中,基因表达通常是逆转。这些研究,马和Pietsch得出结论,模拟微重力方法可以模拟微重力和研究可以在执行这些系统(46]。

微重力研究的结果可以用来反思传统的癌症研究和可能有助于查明引起癌症的细胞变化。他们支持这个观点47]。ftc - 133细胞生长在NF的RPM表现出更高的水平κB p65蛋白和细胞凋亡比控制生长在正常重力(1 g),结果还发现早在内皮细胞(48]。鲍尔et al。49]发现69蛋白质显著积累在甲状腺癌细胞从2 d细胞生长在正常重力球体增长 。通过药理目标或单个基因的沉默,他们选择抑制信号通路。与NF MCF-7乳腺癌细胞孵化κB抑制剂地塞米松显示剂量依赖性抑制球体形成(50]。人工糖皮质激素地塞米松功能抑制NFκB和NFκB-dependent基因表达。这些研究结果证明NFκB在球体中起着至关重要的作用在肿瘤形成。

施等人研究了微重力对胶质母细胞瘤细胞的入侵和迁移潜力2 d-clinostat微重力模型使用U87人类胶质母细胞瘤细胞。他们发现模拟微重力刺激明显减毒入侵和迁移潜力,减少thapsigargin——(TG)诱导门店入口(跌倒),钙和表达下调Orai1 U87细胞的表达。抑制由2-APB跌倒或基质相互作用分子1模拟微重力的影响差别(STIM1)对这些入侵和迁移U87细胞的潜力。此外,upregulation Orai1大大削弱了MMG对入侵和迁移的影响潜力U87细胞。因此,这些研究结果表明,模拟微重力刺激抑制的入侵和迁移潜力U87细胞表达下调的表达顺序Orai1和减少跌倒。这表明,模拟微重力可能是一个新的潜在的治疗策略在胶质母细胞瘤的治疗51]。

Taga等人用小鼠B16-F10黑色素瘤细胞在工作使用船只旋转壁式生物反应器微重力环境。结果显示减少增殖和凋亡细胞和黑色素的百分比的增加产量。当他们检查tumor-forming黑色素瘤细胞的能力,培养在微重力环境中,黑素瘤细胞培养在正常重力环境中,他们得出的结论是,微重力环境是有利于肿瘤形成52]。

其等人发现减少增殖和细胞周期进程推迟在人类TCam-2细胞系经过24小时的模拟微重力环境下的骨质流失。增加细胞内钙^{2 +}水平和活性氧与厌氧代谢的增加有关。有趣的是,所有这些事件都是瞬态和48小时后消失的风险。TCam-2细胞模型,模拟微重力激活氧化机制,导致减少核扩散和瞬态事件,如自噬激活(53]。这些研究,他们表明微重力的影响取决于暴露的持续时间。

陈等人凭借HGC-27胃癌细胞培养生物反应器。然后,他们使用液相色谱-光谱法研究模拟微重力的影响(s - )HGC-27细胞的新陈代谢。相比正常重力组、磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺,花生四烯酸,sphinganine显著调节下的s -条件,而磷脂酰丝氨酸、鞘磷脂、磷脂酸,肌酸,L-proline、泛酸、三磷酸腺苷,氧化谷胱甘肽和三磷酸腺苷明显下调。本研究证明HGC-27胃癌细胞的代谢变化的表达式在微重力环境中(54]。

6。微重力和免疫反应

微重力导致先天和适应性免疫系统的变化,导致免疫反应的变化。微重力对免疫系统的影响已经在各种调查研究。联盟号,太空实验室,礼炮号航天飞机项目,降低免疫细胞功能后观察不同飞行时间(55]。淋巴细胞反应任务后减少50%相比,起飞前的反应是在12个月的研究还发现在俄罗斯和平号空间站[56]。

科普等人的过度炎性因子白介素,IL-7, IL-17甲状腺癌症细胞系在微重力条件下研究了。除了这些分子,他们发现蛋白质激活促炎细胞因子在调节肿瘤细胞(57]。

研究微重力对小鼠免疫细胞的影响表现出抑制淋巴细胞的有丝分裂发生和细胞毒性T细胞(CTC)的活性。也发现,T细胞百分比数字,回应一个强大的有丝分裂原,和细胞因子的分泌,这是一个最优的关键免疫防御和体内平衡,有显著影响(58,59]。

布拉德利等人进行了一项研究使用小鼠下颚第二直流和E。G7-OVA文化在模拟微重力环境。他们发现,关于对生产和细胞因子激活信号识别细胞毒素的释放,CD8 + T细胞识别的交互与肽/ MHC我增加60]。

史等人进行了一项研究用老鼠造血干细胞和祖细胞(Tianzhou 1货船程序)在模拟微重力和表明微重力对巨噬细胞分化的影响显著减少,减少巨噬细胞的数量和功能极化,引起基因表达谱的变化(61年]。

李等人暴露的间充质干细胞(msc)模拟微重力,然后注射到裸鼠作为抗癌疫苗。模拟微重力msc显示增加MHC1和HSP蛋白的表达。Th1,完全抑制人类肺癌A549细胞株的增殖和肿瘤大小和重量,减少诱导细胞因子和CD8-mediated细胞毒性反应和促进了肿瘤组织的细胞凋亡62年]。

7所示。治疗方法

肿瘤细胞在不同重力条件下表现不同。这些变化包括细胞细胞骨架重排、聚合、细胞周期阻滞,细胞凋亡和迁移。这可以被认为是一个面向的表型。Microgravity-based进行研究在体外和有限的人类或动物实验的证据。最关键的问题是关于微重力的安全策略。另一个问题是相关的工具,可以用来创建一个微重力环境。最近的发现nanomagnetic流体在癌症治疗开辟了新的途径。各种新方法已经开发使用该磁性流体使肿瘤细胞微重力环境下的骨质流失。人们认为微重力的磁性流体模型可能适用于未来的临床应用(12,20.,21,63年]。

人们已经发现,抵抗化疗药物是减少肿瘤细胞系在微重力环境中,但这是测试在有限数量的肿瘤,只有少数化疗43]。目前,没有研究在文献中研究放射治疗的效果在真实和模拟微重力环境。

癌症治疗和免疫系统有密切的关系。大多数免疫反应障碍可以导致癌症形成或导致抵抗治疗。一些研究已经证实微重力的影响免疫细胞的激活,促炎和炎症蛋白质积累,诱导细胞因子分泌(64年,65年]。在此基础上,我们可以得出结论,微重力环境是癌症治疗的一个潜在的工具,发挥免疫调节作用。

意外,也有研究表明,微重力对癌细胞有积极的影响。在人类肺癌细胞系,移民增加后暴露在微重力(45]。研究人员已经发现了一些证据表明微重力可能导致某些类型的癌症。例如,protooncogene MYC在结直肠癌是调节和表达下调白血病。另一个protooncogene CD117在白血病和调节表达下调在结肠直肠癌13]。

8。结论和对未来的观点

技术的发展导致了癌症治疗研究的新维度。癌症研究继续在低重力环境中,靶向治疗和癌症干细胞研究在哪里经常进行。潜在药物的发展目标蛋白质微重力的影响还显示药理的潜力。改变重力条件提供了一种新技术,可以帮助检测蛋白质的变化可能是新的抗癌药物发展的目标。大量的蛋白质可以作为有前途的目标和可用药物已确定。例如,研究表明,大豆苷caveolin-1目标,喜树碱目标ubiquitin-like蛋白ISG15,地塞米松和湾11 NF - 7082的目标κ桩蛋白B p65 MT189目标,黄芩甙元目标ezrin,姜黄素HMOX-1目标。微重力的行为控制研究可以进一步提高我们理解生物物理力量的基础性作用在癌症细胞生长和功能。的性质和治疗人类癌症的知识是有限的。癌症生物学被描述的环境条件我们可以观察到。不确定性癌细胞的生物学行为我们要定义在不同的物理环境中,应该更容易与推进技术解决。未来创建微重力环境将是一个癌症治疗的重要力量。治疗中心,可以建立一个微重力环境能给绝望的癌症患者带来希望。最后,在太空微重力研究和地球上可用于支持开发针对病人的治疗和癌症研究带来新颖想法和再生医学。人类寻找未知的旅行,但我们的知识可以比作一本书的一页的信息在一个巨大的图书馆。想象力是实现所需的新发现。

数据可用性

定量和定性数据支持这一系统回顾之前报道的研究和数据集引用。这些先前的研究(和数据)援引在文本里的相关位置的参考。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

确认

作者承认穆斯塔法Duman教授的支持,俄梅珥博士教授Alabaz,杰姆博士教授Kaan Parsak,教授博士Hizir Akyildiz,埃尔多安博士和教授Mutevelli Sozuer。

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