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小鼠胰岛素工程基因可用电波激活

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来源: 作者: 2019-05-17 03:11:30

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中国科技讯 据《自然》站5月3道,一个美国研究小组通过无线电波加热纳米粒子,打开了小鼠细胞中能产生胰岛素的工程基因,为将来按需打开病人基因的新疗法提供了一种概念性论证。研究人员指出,在短期内,该研究会带来一种以非入侵方式控制细胞的更好工具,随着技术进步,有可能进入医疗应用领域。相关论文发表在3日的《科学》杂志上。

研究人员给一种抗体涂了一层氧化铁纳米粒子,这类抗体能与一种经过修改的、对温度敏感的离子通道TRPV1结合,该通道位于细胞表面。他们把这些粒子注射到小鼠皮肤下的肿瘤中,用一种类似于微型磁共振成像仪的设备产生了磁场,以低频无线电波加热这些纳米粒子,反过来纳米粒子又将离子通道加热到它的活性温度42℃,打开了通道让钙离子进入细胞,这引发了二级信号,从而打开了能产生胰岛素的工程钙敏感基因(engineered calcium-sensitive gene)。

实验显示,暴露在无线电波下30分钟后,小鼠的胰岛素水平增加而血糖水平下降。而且无线电波能仅加热含有纳米粒子的细胞,既不会杀死这些经过修改的特殊细胞,也不会影响到那些未经修改的邻近细胞。

加州大学旧金山分校专门研究TRPV1离子通道的生理学家大卫·朱利叶斯说:“该系统最重要的一点是无线电波加热能穿透深层组织,而TRPV1能把刺激物聚集在只有纳米粒子存在的地方。”

纽约大学布法罗分校生物物理学家安德·布拉里一直在研究用无线电波加热纳米粒子以刺激神经元。他说:“磁场能产生足够的能量而不会造成伤害,但要完全了在职读研选名校学习有保障就业有优势
解纳米粒子是怎样吸收、保持及散播热量的,还需要更多研究。”

研究人员还用转基因的培养细胞做了实验,让它们自行产生纳米粒子,发现也能在这些细胞中刺激少量的胰岛素分泌。“这是我们的最新发现,这种方法不需要对任何化学物质或小分子进行管理。”麻省理工学院神经生理学家埃德·波伊登说,他协助发明了纤维光学的方法,通过光来控制神经活动。

最新研究通过无线电波打开了小鼠体内能产生胰岛素的工程基因。论文领导作者、洛克菲勒大学分子遗传学家杰弗里·弗里德曼说,但他们尚未开发出医治糖尿病的方法,胰岛素和血糖水平只是方便检验遥控效果的生理学指标。治疗糖尿病目前有许多更简单的方法,该系统的重要意义在于能进一步改造,产生治疗其他疾病的蛋白质。

弗里德曼还指出,这种方法还没有用于医疗实践,因为在人体中生长肿瘤不合道德,他们正计划实验一种递送纳米粒子的替换方法。(常丽君)

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