如何在細(xì)胞中安裝新功能而不干擾其代謝過程?來自慕尼黑工業(yè)大學(xué)(TUM)和HelmholtzZentrumMünchen的團(tuán)隊改變了哺乳動物細(xì)胞，使得它們形成了可以發(fā)生隔離反應(yīng)的人工隔室，允許檢測組織深處的細(xì)胞以及它們的操作。有磁場。

TUM分子成像教授，HelmholtzZentrumMünchen研究團(tuán)隊負(fù)責(zé)人Gil Westmeyer教授及其團(tuán)隊通過向人體細(xì)胞中引入生成細(xì)菌蛋白的遺傳信息，即所謂的包囊蛋白，實現(xiàn)了這一目標(biāo)。進(jìn)入納米球。這種方法使研究人員能夠在哺乳動物細(xì)胞內(nèi)創(chuàng)建小的，獨立的空間 - 人工細(xì)胞區(qū)室。

具有新屬性的保護(hù)區(qū)域

小球體的強大之處在于它們對細(xì)胞無毒，并且可以在其內(nèi)部發(fā)生酶促反應(yīng)而不會干擾細(xì)胞的代謝過程。“該系統(tǒng)的關(guān)鍵優(yōu)勢之一是我們可以通過基因控制哪種蛋白質(zhì)，例如熒光蛋白或酶，被包裹在納米球的內(nèi)部，”該研究的第一作者Felix Sigmund解釋道。“因此，我們可以在空間上分離過程，為細(xì)胞提供新的特性。”

但納米球還具有對Westmeyer團(tuán)隊特別重要的自然屬性：它們可以吸收鐵原子并以這樣的方式處理它們，使得它們保留在納米球內(nèi)而不破壞細(xì)胞的過程。這種隔離的鐵生物礦化使得顆粒和細(xì)胞都具有磁性。Westmeyer解釋說：“通過使細(xì)胞具有磁性來使細(xì)胞可見和可控，這是我們長期研究的目標(biāo)之一。含鐵納米隔室正在幫助我們向這一目標(biāo)邁出一大步。”

磁性和實用

特別是，這將使用不同的成像方法更容易地觀察細(xì)胞：也可以使用不損傷組織的方法在深層中觀察磁性細(xì)胞，例如磁共振成像(MRI)。與馬克斯普朗克生物化學(xué)研究所的Philipp Erdmann博士和JürgenPlitzko教授合作，該團(tuán)隊還可以證明納米球在高分辨率低溫電子顯微鏡中也是可見的。這一特征使它們可用作基因報告基因，可直接標(biāo)記電子顯微鏡中的細(xì)胞特性或細(xì)胞狀態(tài)，類似于光學(xué)顯微鏡中常用的熒光蛋白。此外，還有其他優(yōu)點：磁性細(xì)胞可以借助磁場系統(tǒng)地引導(dǎo)，允許它們被分類并與其他細(xì)胞分離。

可用于細(xì)胞療法

人工細(xì)胞區(qū)室的一種可能的未來用途是，例如，細(xì)胞免疫治療，其中免疫細(xì)胞以這樣的方式進(jìn)行遺傳修飾，使得它們可以選擇性地破壞患者的癌細(xì)胞。通過操作細(xì)胞內(nèi)的新納米隔室，將來可能通過非侵入性成像方法更容易地定位細(xì)胞。“使用模塊化配備的納米隔室，我們也可以為轉(zhuǎn)基因細(xì)胞提供新的代謝途徑，使其更有效，更強大，”Westmeyer解釋道。“首先，在臨床前模型中必須克服許多障礙，但在哺乳動物細(xì)胞中遺傳控制模塊化反應(yīng)血管的能力對這些方法非常有幫助。”