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通过氧化铁为核心的铁蛋白纳米颗粒实现对血糖的调控

时间:2015-01-27作者:吴昊点击:

近日洛克菲勒大学分子与遗传学实验室研究人员及其合作者们发现了一种新型的通过低频无线电波或磁场远程遥控的遗传编码系统,该成果被发表在最新一期的Nature Medicine上。

研究者首先利用绿色荧光蛋白(GFP)标记的铁蛋白的重链和轻链融合作用在细胞内部形成以氧化铁为核心的铁蛋白纳米颗粒。之后,他们铁蛋白纳米颗粒与抗绿色荧光蛋白-瞬时受体电位香草酸1(aGFP-TRPV1)构建得到融合蛋白。根据已有文献瞬时受体电位香草酸1(TRPV1)是一种温度敏感型离子通道,可温度上升时开启。由于TRPV1的这一性质,当上述融合蛋白形成后,其中的氧化铁接收到非侵入性无线电波或磁场信号,可产生热量并激活离子通道。

接下来的体外和体内实验证明:在氧化铁纳米颗粒的帮助下,TRPV1的确具有转导这些力场信号的能力。离子通道的开启可进一步引发钙离子依赖的基因转录激活。利用干细胞或病毒表达系统等手段将编码了胰岛素基因的遗传信息转入小鼠体内,通过无线电波或磁场发射信号,成功的启动了胰岛素基因的转录表达,并相应的降低了小鼠的血糖水平。

该工作对现有纳米材料研究的启发:利用纳米材料可修饰从而获得多种功能的特性将纳米材料可与生物大分子结合,除了材料本身的纳米效应之外,大大拓展纳米材料的用途,目前以后的氧化铁纳米颗粒结合抗体药物实现更好的靶向性、高灵敏度高特异性的生物检测等方面。不过由于这些新发现,纳米材料的安全性也不应再局限于材料毒性等出于纳米材料本身的考量。