(記者李哲 通訊員趙習(xí)鈞)天津大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院常津教授團(tuán)隊(duì)將納米技術(shù)與光遺傳學(xué)技術(shù)結(jié)合,,設(shè)計(jì)出一種新型納米抗腫瘤光遺傳操控系統(tǒng),。研究人員向生物體表面照射脈沖式近紅外光,,光線穿透深層組織,,被稀土納米顆粒接收轉(zhuǎn)換為可見藍(lán)光,,進(jìn)而激活光感蛋白,,最終精準(zhǔn)觸發(fā)腫瘤細(xì)胞凋亡,。這一系統(tǒng)的成功研發(fā),有望提供一種惡性腫瘤治療新方式,。該成果相關(guān)論文《近紅外光激活的上轉(zhuǎn)換光遺傳學(xué)納米系統(tǒng)用于腫瘤治療》,,近期發(fā)表在納米領(lǐng)域知名期刊《ACS Nano》上。
光遺傳學(xué)技術(shù)是通過(guò)光學(xué)控制激活或抑制受體細(xì)胞表達(dá)光敏感蛋白,,實(shí)現(xiàn)對(duì)細(xì)胞活性乃至生理功能的精準(zhǔn)調(diào)控,,為本世紀(jì)最引人關(guān)注的生物技術(shù)之一。然而,,長(zhǎng)期以來(lái),,光遺傳學(xué)技術(shù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)臨床轉(zhuǎn)化,主要因?yàn)閼?yīng)用時(shí)需要在活體中植入可見光光源才能發(fā)揮作用,。而植入光纖,、LED燈等可見光源,對(duì)生物體損傷較大,,且有線設(shè)備的佩戴限制了生物體的活動(dòng),。常津團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的這種納米抗腫瘤光遺傳操控系統(tǒng),巧妙地利用稀土“建造”的納米顆粒作為細(xì)胞中的“能量中轉(zhuǎn)站”,,將肉眼不可見但能有效穿透人體組織的近紅外光轉(zhuǎn)換為可見的局部藍(lán)光,,代替可見光源發(fā)揮功能,,為光遺傳技術(shù)應(yīng)用起到了推動(dòng)作用。
實(shí)驗(yàn)中,,研究者向小鼠腫瘤部位注射了搭載光敏凋亡基因(Fas-Cib1+Cry2-FADD),,摻雜造影劑釓(Gd)且負(fù)載熒光染料吲哚菁綠(ICG)的上轉(zhuǎn)換納米顆粒,并對(duì)小鼠進(jìn)行了脈沖式近紅外光照射,。結(jié)果顯示,,照射4周后,小鼠腫瘤體積及重量顯著減小,,存活期延長(zhǎng),。
“稀土納米顆粒結(jié)合光遺傳學(xué)技術(shù)用于腫瘤靶向可視化治療,具備微創(chuàng)性,、深層組織穿透性及強(qiáng)操控性等特點(diǎn),。未來(lái)有望通過(guò)在顆粒中摻雜不同稀土元素及改造光感功能蛋白,實(shí)現(xiàn)對(duì)多重細(xì)胞通路的操控,?!背=蛘f(shuō)。