蛋白質(zhì)的細(xì)胞內(nèi)遞送是揭示細(xì)胞功能、蛋白質(zhì)復(fù)合物結(jié)構(gòu)和治療方法的重要技術(shù)。然而，傳統(tǒng)的遞送方法有一些局限性。為了解決這個(gè)問(wèn)題，來(lái)自日本的研究人員開(kāi)發(fā)了一種新型的混合納米管(HyNT)印記系統(tǒng)，它可以以高效率和高存活率傳遞多種蛋白質(zhì)。該系統(tǒng)代表了細(xì)胞內(nèi)蛋白遞送的突破性進(jìn)展，可將治療劑精確注射到靶細(xì)胞中。
這項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)可以同時(shí)將多種物質(zhì)，包括鈣黃蛋白染料、乳酸氧化酶(LOx)酶和泛素(UQ)蛋白，直接輸送到粘附細(xì)胞中，用于癌癥治療。一篇描述他們研究的文章發(fā)表在2024年5月14日的《Analytical Chemistry》雜志上。
精準(zhǔn)醫(yī)療的新篇章
在當(dāng)今的醫(yī)療領(lǐng)域，精準(zhǔn)醫(yī)療和靶向治療因其能夠?yàn)閭€(gè)體患者量身定制治療方案，同時(shí)最大限度地減少不良反應(yīng)而受到關(guān)注?；蜣D(zhuǎn)移技術(shù)等傳統(tǒng)方法有望將治療性基因直接輸送到細(xì)胞中，以治療各種疾病。然而，這些方法面臨著顯著的缺陷，阻礙了它們的有效性和安全性。細(xì)胞內(nèi)蛋白遞送為開(kāi)發(fā)更安全、更有針對(duì)性和更有效的治療方法提供了一種有希望的方法。通過(guò)直接將蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)移到靶細(xì)胞中，這種方法避免了轉(zhuǎn)錄和翻譯過(guò)程中的沉默以及DNA插入帶來(lái)的不良突變風(fēng)險(xiǎn)等問(wèn)題。此外，細(xì)胞內(nèi)蛋白遞送允許治療蛋白在靶細(xì)胞內(nèi)精確分布而不會(huì)引起毒性。
HyNT印記系統(tǒng)的創(chuàng)新突破
由日本早稻田大學(xué)的Takeo Miyake教授領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)與RIKEN研究所的Mikawa小組合作，開(kāi)發(fā)了這一用于細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)遞送的混合納米管印記系統(tǒng)。這項(xiàng)技術(shù)能夠在保持高細(xì)胞存活率的同時(shí)，將多種物質(zhì)直接輸送到粘附細(xì)胞中，為癌癥治療等應(yīng)用提供了新的策略。
研究人員在《Analytical Chemistry》雜志上發(fā)表的文章中描述了HyNTs的合成過(guò)程：通過(guò)在金納米管膜上聚合PEDOT（聚(3,4-乙烯二氧噻吩)）合成，然后用玻璃管組裝，形成能夠?qū)yNTs物理插入細(xì)胞的印記。這一系統(tǒng)不僅能夠遞送鈣黃蛋白染料、乳酸氧化酶(LOx)和泛素(UQ)蛋白，還能夠用于癌癥治療。
癌癥治療的新希望
研究人員探索了LOx酶在癌癥治療中的應(yīng)用潛力。通過(guò)HyNT stamp系統(tǒng)，他們成功地將LOx注入健康的間充質(zhì)干細(xì)胞(MSC)和癌變的HeLa細(xì)胞。結(jié)果顯示，MSC不受影響，而HeLa癌細(xì)胞在LOx治療后出現(xiàn)了明顯的細(xì)胞死亡，存活率隨時(shí)間下降。這一發(fā)現(xiàn)強(qiáng)調(diào)了LOx在選擇性靶向和殺死癌細(xì)胞的同時(shí)保留健康細(xì)胞方面的潛力。
分子分析的新工具
此外，該團(tuán)隊(duì)還使用HyNT stamp系統(tǒng)成功地將15N同位素標(biāo)記的UQ蛋白送入HeLa細(xì)胞，光學(xué)和熒光成像證實(shí)HeLa細(xì)胞中存在遞送的UQ，核磁共振波譜將細(xì)胞內(nèi)UQ蛋白濃度與含有15n標(biāo)記的UQ溶液的濃度相匹配。這些結(jié)果證明了stamp系統(tǒng)在為后續(xù)分析提供靶蛋白方面的有效性。
廣泛的應(yīng)用前景
HyNT stamp系統(tǒng)在細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)傳遞方面展現(xiàn)出了變革性的潛力。其應(yīng)用范圍從癌癥治療到分子分析，再到農(nóng)業(yè)和食品工業(yè)，有望在作物生產(chǎn)和食品開(kāi)發(fā)方面取得進(jìn)展。這一系統(tǒng)的遞送效率高達(dá)89.9%，細(xì)胞存活率達(dá)到97.1%，這突出了其在整個(gè)遞送過(guò)程中維持處理細(xì)胞健康和完整性的能力。
憑借精確的細(xì)胞操作和高效的遞送能力，HyNT stamp系統(tǒng)將徹底改變生物醫(yī)學(xué)研究、臨床實(shí)踐和各種行業(yè)，為個(gè)性化干預(yù)鋪平道路，塑造現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的未來(lái)。隨著這一技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)用，我們期待它將為人類健康帶來(lái)更多的益處和希望。
Miyake總結(jié)說(shuō)：“HyNTs是通過(guò)PEDOT聚合在金納米管膜上合成的，然后用玻璃管組裝，形成能夠?qū)yNTs物理插入細(xì)胞的印記。通過(guò)我們創(chuàng)新的stamp系統(tǒng)，我們成功地將LOx注入健康的間充質(zhì)干細(xì)胞(MSC)和癌變的HeLa細(xì)胞。雖然間充質(zhì)干細(xì)胞不受影響，但我們觀察到，在LOx治療后，HeLa癌細(xì)胞中有明顯的細(xì)胞死亡，存活率隨著時(shí)間的推移而下降。我們的發(fā)現(xiàn)強(qiáng)調(diào)了細(xì)胞內(nèi)遞送的LOx在選擇性靶向和殺死癌細(xì)胞的同時(shí)保留健康細(xì)胞的有希望的功效，為癌癥治療提供了一種靶向治療策略。”
（文章來(lái)源：www.ebiotrade.com/newsf/2024-5） | 
