早稻田大学的Takeo Miyake教授和RIKEN的高级研究员Tsutomu Mikawa开发了一种纳米注射器,可以高效率和高存活率地将多种蛋白质引入细胞中。

 该研究小组迄今已开发出一种由导电聚合物和金属制成的复合纳米管片,并开发出一种“纳米注射器”,通过将这些纳米管插入细胞中,可以将物质输送到细胞中。

 在这项研究中,通过改进这种纳米注射器,我们能够将以前难以输送到细胞中的蛋白质高效且高存活率地引入到细胞中。

 利用开发的技术,进行了将乳酸氧化酶(LOx)引入正常细胞和癌细胞的实验。两种情况下的引入效率均超过 95%。虽然正常细胞的存活率超过100%,但癌细胞内的乳酸浓度比正常细胞高约10倍,因此当引入LOx时,会通过酶促反应产生过氧化氢(一种强氧化剂)。证实癌细胞被杀死。在未将 LOx 递送至细胞的条件下,24 小时后仍有 33% 的癌细胞存活,但当将 LOx 递送至细胞中时,高达 3% 的癌细胞死亡。

 他们还使用纳米注射器将稳定同位素标记的蛋白质(泛素)引入细胞中,并尝试使用核磁共振波谱法(NMR 方法)进行 NMR 分析。 NMR 分析需要大约 107 个细胞(1,000 万个细胞)中引入高浓度的蛋白质,但使用纳米注射器系统可以将泛素引入 1.8 x 107 个细胞中进行 NMR 分析,该公司表示,它已经证明可以做到这一点。应用于

 这样一来,利用这项技术,就可以将任何功能蛋白导入超过1,000万个细胞,这是再生医学领域需要处理的细胞数量,导入效率高达89.9%,细胞存活率也很高。我们已经确认了这一点。

 未来,我们将利用这项技术开发细胞功能修饰(直接重编程)和细胞内功能分析(In-cell NMR),这是一种分析活细胞中生物分子的方法,该公司还期望在细胞中开发该技术。细胞以外的物质(植物、酵母、乳酸菌等)。

纸张信息:【分析化学】用于癌症治疗的细胞内蛋白质递送的混合纳米管Stamp系统和核磁共振分析技术

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