你的身体的细胞使用和抵抗力他们移动这是机械生物学

机械力统治生物过程，从类似泵的心脏的收缩，到类似弦和拉力的肌肉，以及进行微观拔河的细胞。以前，生物学的这些机械方面在很大程度上被忽略了，尤其是由于缺乏允许复杂机械测量的技术。但是正在开发更好的工具，这些工具可以跟踪细胞和组织中的机械活动。

由于这种可见性，新的药物和治疗方法开始出现。机械生物学是细胞和组织如何感知和响应机械力的科学。

就像我们人类拥有能够发挥力量的肌肉和骨骼一样，我们每个细胞也都有一个骨架：细胞骨架。这种纤维网络允许细胞施加和抵抗力，并使它们能够移动。

看着T细胞

T细胞是我们免疫系统的一部分：它们可以像细胞刺​​客一样，杀死其他细胞，如感染病毒的细胞或癌细胞。

在微观尺度(约为人类头发的百分之一)时，我们可以观察并跟踪T细胞“狩猎”癌细胞，因为它们在组织中移动并推进。这适用于称为3-D牵引力显微镜(TFM)的方法。

在找到癌细胞后，T细胞牢牢抓住其目标，并发出“死亡之吻”。

称为双移液器抽吸(DPA)和光学镊子(见下面的视频)的技术允许我们抓住单个细胞，并以受控方式将它们配对在一起。这使我们能够理解和说明这种致命的“吻”背后的机制。

使用机械生物学技术来观察T细胞如何发现和杀死癌细胞，可以更好地靶向抗癌免疫疗法。

最近由美国食品和药物管理局(FDA)批准了使用患者自身T细胞靶向癌症的第一种免疫疗法。

感受力量

细胞使用力传感器来检测和区分它们经历的许多物理信号。

一类主要的力传感器是“机械敏感离子通道”。这些是可以打开和关闭的电池表面上的孔或孔。

当细胞感知到物理力或机械刺激(实质上，像微观刺激)时，这些毛孔可以打开。化学物质进出，并在细胞壁上传导微小的电流。这可以通过将小电极附着到电池表面来测量。

许多类型的细胞和组织具有这样的传感器，并且响应机械负载的变化。这些包括支撑我们的触觉，转移癌细胞和维持骨骼软骨细胞的神经元。

药物EVENITY- 旨在预防骨质疏松症中的骨质流失 - 通过这一途径发挥作用。该药物可阻断硬化蛋白，这是一种基于骨形成细胞的机械传感功能自然抑制骨形成的关键因子。

在前往国际空间站的小鼠中，这种治疗已经通过了人体临床试验，目前正在等待FDA批准用于美国骨质疏松症患者的治疗。

器官在芯片上

片上器官技术旨在帮助药物开发，疾病建模和个性化医疗。每个单独的单元都由一种称为聚合物的透明材料制成：它大约是USB棒的大小，由活细胞内衬的空心通道组成。

这些芯片不同于其他实验室测试，例如细胞培养，因为它们可以模拟细胞如何与活组织相互作用的生理学和机制(而不仅仅是观察单个细胞中的反应)。

例如，片上器官可以在微观层面重建人体器官的结构，包括肠，肾，皮肤，骨髓和大脑区域。

使用肺组织的示例在下面的视频中描述。该技术提供了一种查看组织疾病的方法，并且是用于药物开发的动物测试的替代方案。

许多研究人员和生物技术公司希望片上器官等技术能够加速新药的开发，推动个性化医疗的发展。

使用现有技术，临床研究可能需要数年才能完成，测试单一化合物可能需要花费数百万美元。此外，临床前动物研究通常无法预测人类反应，因为动物模型并不总能准确模拟人类的生物反应。

2017年4月，美国食品和药物管理局宣布了一项多年研究和开发协议，从肝脏芯片开始评估片上器官技术。

该协议可能在未来扩大，以涵盖其他器官芯片，包括肾，肺和肠模型。

机械生物学将物理科学融入生物学并推动新技术的发展。观察运动中的细胞，了解和测量细胞尺度的力量，以及在实验室中创建人体组织的迷你模型仅仅是个开始。