人類細胞能"吞噬"納米線 有助開發(fā)全新給藥機制

 硅納米線和人類細胞同處一“室”，竟被細胞“吞噬”!據(jù)美國電氣與電子工程師協(xié)會《光譜》雜志網(wǎng)站近日報道，美國芝加哥大學(xué)研究人員將人體內(nèi)皮細胞與硅納米線放在同一個培養(yǎng)皿中，利用電子顯微鏡和特制光學(xué)成像工具，視頻呈現(xiàn)“吞噬”細節(jié)。這項發(fā)表在《科學(xué)進展》雜志上的新研究，能幫助開發(fā)出突破人體屏障的給藥機制，以及對細胞內(nèi)特定細胞器實施電刺激的生物電療法。 硅納米線具有生物兼容性、高導(dǎo)電性以及超細特性，能繞過人體天然屏障，攜帶小分子藥物直接“喂”給細胞，且不會造成損傷。但之前一直無法弄清“吞噬”現(xiàn)象的具體細節(jié)，現(xiàn)在芝加哥大學(xué)材料科學(xué)家田博志(音譯)帶領(lǐng)團隊拍攝到“吞噬”過程，向開發(fā)出基于這一現(xiàn)象的工具邁出了重要一步。
研究團隊設(shè)計出一種特殊的散射增強相位對比成像儀(SEPC)，結(jié)合相位對比和暗場成像技術(shù)，能同時對細胞成分和非生命物質(zhì)納米線進行觀察。他們觀察了數(shù)千次內(nèi)皮細胞與納米線的相互作用后發(fā)現(xiàn)，細胞膜能自我折疊后抓取納米線，再將納米線包裹在泡狀細胞膜內(nèi)，整個過程與免疫細胞吞噬細菌的“噬菌作用”完全相似。納米線進入細胞后，會在細胞機器的作用下突然增速，沖破障礙到達細胞核附近儲存起來。 他們還發(fā)現(xiàn)，之前能在血管壁形成天然生物屏障而阻止藥物吸收的內(nèi)皮細胞，這次能吸收96%的納米線，這意味著硅納米線有望成為潛力巨大的藥物載體。他們準備改造納米線，讓其具有光敏感性，用光來控制細胞行為。另外，現(xiàn)有電刺激療法只能對神經(jīng)系統(tǒng)等人體較大部位進行治療，而基于細胞吞噬納米線的機制，有望開發(fā)出對特定細胞器進行電刺激的生物電療法。 田博志團隊還將對平滑肌、神經(jīng)和心血管等細胞進行表面修飾，讓這些曾將納米線“拒之門外”的細胞也能“吞噬”納米線。