研究人员使用纳米尺度的“贴片”使目标细胞受体敏感

来自北卡罗来纳州立大学和杜克大学的研究人员已经开发出纳米级的“贴片”，可以用来使目标细胞受体敏感，使它们对控制细胞活动的信号更敏感。这一发现有望促进愈合和组织工程研究。

这项研究利用了生物体内的细胞可以通过身体接触进行交流的事实。具体来说，当细胞表面的目标受体被触发时，细胞就会收到指令，以某种方式改变自己的行为。例如，这些指令可能会导致干细胞分化为骨细胞或软骨细胞。

这些受体会对特定的配体或目标分子做出反应。这些配体必须以一定的浓度出现才能触发受体。如果没有足够的目标配体，受体就不会做出反应。

现在，研究人员已经开发出了纳米级贴片，它嵌入了被称为多肽的微小蛋白质片段。这些多肽结合到特定的细胞受体上，使其对目标配体更加敏感——这意味着需要更少的配体分子来触发受体及其相应的行为改变。

“这项研究表明，我们的概念是可行的，有很多潜在的应用，”北卡罗来纳州材料科学副教授Thom LaBean博士说，他是一篇描述这项工作的论文的资深作者。“例如，如果我们识别出相关的肽，我们就可以创造出能使细胞敏感的补丁，以促进补丁一侧的软骨生长和另一侧的骨骼生长。这可以用来加速愈合或使生物医学植入物的组织工程成为可能。”

“重要的是，它使我们能够极其精确地控制细胞行为和基因表达，”杜克大学博士生、该论文的主要作者罗尼·彼得森(Ronnie Pedersen)说。“通过控制贴片上的肽，我们可以影响细胞的活动。通过控制贴片的位置，我们可以控制活动发生的位置。”

贴片本身是由DNA组成的，研究人员已经对其进行了编程，使其能够自我组装成灵活的二维薄片。这些薄片本身包含被称为生物素和链霉亲和素的分子，它们用来固定和组织用来使细胞受体敏感的肽。

Pedersen说:“这些多肽可以与细胞受体结合并使它们敏感，而不阻断受体和它们的目标配体之间的相互作用。”“这就是这种方法奏效的原因。”

纸”,DNA纳米结构多肽对转化生长因子-β信号的敏化作用这篇文章于11月8日在线发表在该杂志上《生物高分子．该论文由北卡罗来纳州立大学和北卡罗来纳大学教堂山分校联合生物医学工程项目副教授Elizabeth Loboa博士共同撰写。国家自然科学基金资助项目:DMS-CDI-0835794和1133427;国家生物医学成像与生物工程研究所资助项目1R03EB008790;和丹麦国家研究基金会。

希普曼-

编辑:研究摘要如下。

DNA纳米结构上的多肽对转化生长因子-β信号的增敏作用

作者:杜克大学Ronnie O. Pedersen;Elizabeth G. Loboa，北卡罗来纳州立大学和北卡罗来纳大学教堂山分校;以及北卡罗来纳州立大学的Thomas LaBean

发表: 11月8日《生物高分子

DOI: 10.1021 / bm4011722

文摘:我们报告了通过添加功能化的DNA纳米结构致敏细胞信号通路。通过转化生长因子β (TGFβ)的信号传导已被证明依赖于受体聚集。通过将DNA的纳米结构与与TGF结合的紧密间隔的肽结合?受体，我们观察到NMuMG细胞对TGFβ配体的敏感性增加。这可以通过二级信使蛋白到细胞核的易位和低浓度TGFβ配体诱导的荧光素酶报告基因的刺激得到证明。我们相信，这代表了实现DNA作为一种自组装和生物相容的材料用于组织工程和药物输送的重要的第一步。