细胞内递送的光诱导加速

细胞膜是维持细胞稳态和生物功能分子(包括肽、蛋白质和核酸)的细胞内递送以操纵细胞功能的屏障。传统的细胞内摄取过程需要高浓度的低渗透性生物功能分子才能通过细胞膜。这导致药物活性低，因为生物功能分子进入靶细胞及其细胞器的可能性很低。此外，许多药物由于选择性差而损害健康细胞以及本应靶向的细胞，因此有必要开发能够提高药物选择性的技术，使其高效进入靶细胞。

大阪都立大学光诱导加速系统研究所(RILACS)Ikuhiko Nakase教授(副所长)和Takuy​​a Iida教授(所长)领导的研究小组利用光诱导对流借助超辐射来实现增强的渗透性细胞膜，通过局部浓缩生物功能分子，包括细胞穿透肽 (CPP)。即使在低至 1 pmol/L 的浓度下，光诱导系统也能够有效地输送药物。

为了在细胞培养基中的活细胞周围诱导光热组装，使用 10 倍物镜的红外激光在密集涂有金纳米粒子的玻璃盘底部聚焦 100 秒;激光的波长几乎不被生物体吸收，不会造成伤害，但会产生热量和光热流。分子集中在激光热产生的气泡附近，该气泡距离基板上的靶细胞约 100 µm。

使用该系统，该小组发现，在激光照射点周围，光致气泡附近的线粒体结构即使在传统方法浓度的 0.1% 的情况下也能被有效地染色。此外，光诱导加速成功地使用浓度为常规方法 1% 的 CPP 诱导细胞凋亡，从而导致极其有效和选择性的细胞摄取，从而导致靶向癌细胞的破坏。

“开发能够选择性地将生物功能分子引入目标细胞的技术非常重要，不仅对基础研究如此，对临床实践也如此。我们预计这些结果将显着降低进行细胞测试所需的药物浓度。由于新药的制造成本通常很高，这将降低成本并加快药物发现。此外，我们将把这些结果应用于有助于癌症诊断和治疗的医疗技术，并努力使这项技术可用于人类医疗保健，”Nakase 教授和 Iida 教授在一份联合声明中总结道。

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