研生試劑-納米隧道電穿孔技術可對細胞用藥

據美國物理學家組織網10月16日報道，美國俄亥俄州立大學科學家開發出一種名為(wei) “納米隧道電穿孔”的新技術，或稱為(wei) NEP。利用其給細胞注射基因治療藥劑時，不用針頭，而是用電脈衝(chong) 通過微小的納米隧道，幾毫秒內(nei) 就能把劑量的治療用生物分子“注射”到單個(ge) 活細胞內(nei) 。該研究發表在zui近的《自然·納米技術》雜誌上。

    長期以來，在進行基因治療時，人們(men) 對插入細胞的藥劑數量無法控製，因為(wei) 人體(ti) 絕大部分細胞都太小，zui小的針頭也無能為(wei) 力。而“NEP讓我們(men) 能研究藥劑和其他生物分子是怎樣影響了細胞的生物和基因路徑的，現有其他技術都無法達到這麽(me) 細微的水平。”該校化學與(yu) 生物分子工程教授詹姆斯·李說。他們(men) 用這種方法，將定量的抗癌基因成功插入到白血病細胞中並殺死了它們(men) 。

    研究人員用聚合物壓製成一種電子設備樣機，用DNA（脫氧核糖核酸）單鏈作為(wei) 模板來構建納米隧道。詹姆斯·李發明了一種使DNA鏈解旋的技術，並使其按照需要形成結構。他們(men) 給DNA鏈塗上一層金塗層並加以拉伸，使之連接兩(liang) 個(ge) 容器，然後將DNA蝕去，在設備內(nei) 部留下一條連通兩(liang) 個(ge) 容器的尺寸的納米隧道。

    隧道中的電極將整個(ge) 設備變成一個(ge) 微電路，幾百伏特的電脈衝(chong) 從(cong) 一個(ge) 裝藥劑的容器經納米隧道到達另一個(ge) 裝細胞的容器，在隧道出口處形成了強大的電場，與(yu) 細胞自身的電荷相互作用，迫使細胞膜打開一個(ge) 小孔，足夠投放藥物而不會(hui) 殺死細胞。調整脈衝(chong) 時間和隧道寬度，就能控製藥物劑量。

    為(wei) 了測試NEP能否遞送活性藥劑，他們(men) 把一些治療用RNA（核糖核酸）插入了白血病細胞，發現5毫秒的電脈衝(chong) 能遞送足夠劑量的RNA殺死這些細胞；而更長的脈衝(chong) ，如10毫秒，能殺死幾乎所有的白血病細胞。作為(wei) 對照，他們(men) 還插入了一些無害的RNA到白血病細胞中，這些細胞都沒死。

    詹姆斯·李指出，由於(yu) 這種方法一次隻能給一個(ge) 或幾個(ge) 細胞注射，更適合用在實驗室。目前他們(men) 正在開發一種機械式細胞裝載係統，一次能給10萬(wan) 個(ge) 細胞注射，有望用於(yu) 臨(lin) 床診斷和治療。

    “我們(men) 希望NEP能zui終用於(yu) 早期癌症檢測與(yu) 治療，比如在幹細胞或免疫細胞中插入劑量的基因或蛋白質，引導它們(men) 分化改變，不必擔心過量注射帶來的安全問題，然後把這些細胞放回體(ti) 內(nei) 作為(wei) 一種細胞基礎療法。”詹姆斯·李說，這種方法還可能用於(yu) 白血病、肺癌及其他腫瘤。