(美國(guó))科技日?qǐng)?bào)4月4日消息,最初為了實(shí)現(xiàn)首次基因表達(dá)的高清晰、深層組織成像,卡內(nèi)基梅隆大學(xué)的科學(xué)家們?cè)?ldquo;編制”細(xì)胞來(lái)制造他們自己的造影劑。而他們?cè)凇蹲匀会t(yī)學(xué)》四月期刊上發(fā)表的成果則最終為后續(xù)的許多研究工作提供了充分保障,,比如,對(duì)分子治療這一新領(lǐng)域的潛伏期研究,以及檢測(cè)病人體內(nèi)治療基因的傳遞等工作,。
“20年來(lái)開(kāi)發(fā)能夠提高核磁共振成像(MRI)對(duì)比度造影劑的工作一直是化學(xué)家的事”,,卡內(nèi)基梅隆大學(xué)理學(xué)院生物科學(xué)助理教授Eric Ahrens說(shuō),“現(xiàn)在,,通過(guò)我們的方法,,這項(xiàng)工作就轉(zhuǎn)到了生物學(xué)家的手上。我們現(xiàn)在用現(xiàn)成的分子生物學(xué)工具可以使活體細(xì)胞通過(guò)基因結(jié)構(gòu)來(lái)改變他們的核磁共振成像(MRI)對(duì)比度.”
“新的成像方法可以稱之為平臺(tái)技術(shù),,適應(yīng)于多種組織類型,,而且在與分子治療相關(guān)的潛伏期研究中有廣泛應(yīng)用。” Ahrens說(shuō),。
Ahrens的這種新方法使用核磁共振成像(MRI)來(lái)實(shí)時(shí)檢測(cè)基因表達(dá),,因?yàn)楹舜殴舱癯上瘢∕RI)不用進(jìn)入深層組織就能夠獲得清晰度很高的圖像,并且不會(huì)造成試驗(yàn)動(dòng)物的死傷,,也不需要花人力和財(cái)力進(jìn)行分析,。
為了刺激活體細(xì)胞產(chǎn)生他們自身的造影劑,Ahrens賦予他們一種能夠產(chǎn)生鐵蛋白形式的基因,,鐵蛋白可以將鐵以非毒性形式存儲(chǔ),,其行為類似于納米磁鐵,是核磁共振成像(MRI)的得力“通訊員”,。
在磁場(chǎng)或無(wú)線電頻率脈沖波的水分子中,,氫質(zhì)子發(fā)射出的信號(hào)可以被典型的核磁共振成像(MRI)儀探測(cè)到并加以分析,然后再將這些信號(hào)轉(zhuǎn)換成圖像,。而Ahrens研究的核磁共振成像(MRI)“通訊員”可以最大限度地改變磁場(chǎng),,以引起周圍氫質(zhì)子發(fā)射出截然不同的信號(hào),在最終生成的圖像中,,便可以通過(guò)其間的黑色區(qū)域來(lái)表征它的存在。
Ahrens 介紹說(shuō),,“我們的這項(xiàng)技術(shù)適用于監(jiān)視多種類型組織中的基因表達(dá),,同時(shí)可以把“通訊員基因”同其它相關(guān)基因(包括治療癌癥和關(guān)節(jié)炎的基因)聯(lián)系起來(lái),用以探測(cè)這些基因在何時(shí)何地被表達(dá)”,。
據(jù)Ahrens稱,,現(xiàn)有的基因表達(dá)成像手段還非常有限,,有的不能用于活體生物,有的不能顯示生物體內(nèi)深層細(xì)胞,,或者不能提供較高的圖像清晰度,,而且那些使用核磁共振成像(MRI)的方法也還沒(méi)有得到廣泛的實(shí)際應(yīng)用。
Ahrens和他的同事們構(gòu)造了一種基因攜帶者,,或者叫做帶菌者,,它能夠攜帶核磁共振成像(MRI)通訊員基因,這種帶菌者被稱作缺陷腺病毒,,它能夠隨時(shí)進(jìn)入細(xì)胞體內(nèi),,但不會(huì)進(jìn)行自身復(fù)制。Ahrens將帶有核磁共振成像(MRI)通訊員基因的帶菌者注射進(jìn)同一組活體老鼠的大腦內(nèi),,同時(shí)每月定期觀察核磁共振成像(MRI)通訊員基因的表達(dá)情況,。研究說(shuō)明核磁共振成像(MRI)通訊員基因?qū)鲜蟠竽X沒(méi)有明顯的毒性。
這項(xiàng)研究是由匹茲堡生命科學(xué)研究所和美國(guó)國(guó)家生物醫(yī)學(xué)成像和工程學(xué)院共同資助的,,工作中,,Ahrens常與匹茲堡大學(xué)助理研究教授William Goins就工作的各個(gè)方面相互探討。
Ahrens 是匹茲堡NMR中心生物醫(yī)學(xué)研究組成員,,該中心由卡內(nèi)基梅隆大學(xué)和匹斯堡大學(xué)于1986年共同出資組建,,并從1988年就持續(xù)獲得國(guó)家健康學(xué)院的資助。匹斯堡NMR中心致力于推進(jìn)動(dòng)物體的分子,、細(xì)胞以及機(jī)能的成像技術(shù)研究,。