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      1. 您現(xiàn)在的位置是:首頁 >動態(tài) > 2020-11-01 17:03:39 來源:

        具有生物活性的納米膠囊可劫持細胞行為

        導(dǎo)讀 許多疾病是由人體細胞信號通路的缺陷引起的。將來,具有生物活性的納米膠囊將成為醫(yī)學(xué)上控制這些途徑的有價值的工具。巴塞爾大學(xué)的研究人員

        許多疾病是由人體細胞信號通路的缺陷引起的。將來,具有生物活性的納米膠囊將成為醫(yī)學(xué)上控制這些途徑的有價值的工具。巴塞爾大學(xué)的研究人員朝這個方向邁出了重要的一步:他們成功地使多種不同的納米膠囊協(xié)同工作,以放大自然的信號級聯(lián)并影響細胞行為。

        細胞不斷地相互通信,并具有獲取和處理信號的方式,類似于需要耳朵聆聽聲音和語言知識以處理其含義的人類。為了治療各種疾病,控制細胞自身的信號傳導(dǎo)途徑對醫(yī)學(xué)非常感興趣。

        巴塞爾大學(xué)化學(xué)系和NCCR分子系統(tǒng)工程學(xué)的研究小組正在開發(fā)可能適用于此目的的生物活性材料。為了實現(xiàn)這一目標,由Cornelia Palivan教授領(lǐng)導(dǎo)的研究人員將納米材料與天然分子和細胞結(jié)合在一起。

        他們現(xiàn)在在ACS Nano雜志上報告,負載酶的納米膠囊如何進入細胞并整合到其天然信號傳導(dǎo)過程中。通過功能性偶聯(lián)幾個納米膠囊,它們能夠放大天然的信號傳導(dǎo)途徑。

        保護貨物

        為了保護酶在細胞環(huán)境中不被降解,研究小組將它們裝入了聚合的小膠囊中。分子可以通過專門插入合成壁的生物孔進入隔室,并與內(nèi)部的酶發(fā)生反應(yīng)。

        研究人員對含有不同酶的納米膠囊進行了實驗,這些酶協(xié)同工作:第一個酶促反應(yīng)的產(chǎn)物進入第二個膠囊,并在內(nèi)部開始第二個反應(yīng)。這些納米膠囊可以持續(xù)工作數(shù)天,并積極參與哺乳動物細胞中的自然反應(yīng)。

        微小的揚聲器和耳朵

        一氧化氮(NO)是細胞接收和處理的眾多信號之一。由于NO信號通路中的缺陷與心血管疾病的發(fā)生有關(guān),而且與肌肉和視網(wǎng)膜營養(yǎng)不良有關(guān),因此它是一種研究充分的細胞機制。該途徑包括被稱為一氧化氮合酶(NOS)的酶家族產(chǎn)生NO。然后,NO可以擴散到其他細胞,在另一種細胞中,NO被稱為可溶性鳥苷酸環(huán)化酶(sGC)的另一種酶感知。sGC的激活開始級聯(lián)反應(yīng),調(diào)節(jié)過多的不同過程,例如平滑肌松弛和感覺細胞對光的處理等。

        由Palivan領(lǐng)導(dǎo)的研究人員生產(chǎn)了帶有NOS和sGC的膠囊,它們天然存在于細胞中,但濃度要低得多:產(chǎn)生NO的NOS膠囊的作用類似于揚聲器,大聲而清晰地“呼喊”其信號;sGC膠囊充當(dāng)“耳朵”,感應(yīng)并處理信號以放大響應(yīng)。

        使用取決于sGC作用的細胞內(nèi)鈣濃度作為指標,科學(xué)家表明,NOS和sGC加載膠囊的組合可使細胞更具反應(yīng)性,并使細胞內(nèi)鈣水平增加8倍。

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