15年以前科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)一種可以使某一特異基因停止表達(dá)的技術(shù)。人們對(duì)這個(gè)獲得諾貝爾獎(jiǎng)的技術(shù)在醫(yī)學(xué)界的前途寄予厚望，但是到目前為止這項(xiàng)名為RNA干擾的技術(shù)在活細(xì)胞的應(yīng)用還是存在很多障礙。
現(xiàn)在，來(lái)自西雅圖華盛頓大學(xué)和亞特蘭大埃默里大學(xué)的科學(xué)家成果的應(yīng)用納米技術(shù)中的量子點(diǎn)解決這一難題。他們的技術(shù)的效率比現(xiàn)在應(yīng)用的基因沉默技術(shù)(sirna)的效率高10到20倍。
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15年以前科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)一種可以使某一特異基因停止表達(dá)的技術(shù)。人們對(duì)這個(gè)獲得諾貝爾獎(jiǎng)的技術(shù)在醫(yī)學(xué)界的前途寄予厚望，但是到目前為止這項(xiàng)名為RNA干擾的技術(shù)在活細(xì)胞的應(yīng)用還是存在很多障礙。
現(xiàn)在，來(lái)自西雅圖華盛頓大學(xué)和亞特蘭大埃默里大學(xué)的科學(xué)家成果的應(yīng)用納米技術(shù)中的量子點(diǎn)解決這一難題。他們的技術(shù)的效率比現(xiàn)在應(yīng)用的基因沉默技術(shù)(siRNA)的效率高10到20倍。
高小虎(音譯Xiaohu Gao)說(shuō)，我們相信這一技術(shù)將對(duì)siRNA傳遞技術(shù)領(lǐng)域帶來(lái)深刻的影響。高小虎是華盛頓大學(xué)生物工程系的助理教授，也是文章的合作作者，這篇文章將發(fā)表在《American Chemical Society》在線版上發(fā)表。
Shuming Nie說(shuō)，這項(xiàng)研究解決了長(zhǎng)久以來(lái)阻礙sirna技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展：如何提高沉默效率并降低毒性。Shuming Nie是文章的合作作者，埃默里大學(xué)附屬Georgia研究所的Wallace H. Coulter部門的生物工程學(xué)教授。
其他合著者還有埃默里大學(xué)的Maksym Yezhelyev和Ruth O'Regan，以及華盛頓大學(xué)的Lifeng Qi 。
RNA干擾技術(shù)是利用短的RNA片段(包含DNA遺傳密碼信息)中斷蛋白合成，或是滅活合成的蛋白，它是遺傳密碼子的延伸。研究人員可以利用該技術(shù)設(shè)計(jì)RNA片段應(yīng)用于具體基因上。對(duì)人類來(lái)說(shuō)，RNA干擾可以被應(yīng)用于多種**的**，比如說(shuō)乳腺癌，視力退化。
近使用量子點(diǎn)技術(shù)和半導(dǎo)體材料制備的6納米直徑的熒光球(有9000個(gè)點(diǎn)陣，相當(dāng)于人類頭發(fā)的寬度)技術(shù)。量子點(diǎn)技術(shù)****的光學(xué)特性使得它們?cè)谕饧す庀拢ㄟ^(guò)調(diào)整量子點(diǎn)的大小，可以發(fā)出不同顏色的光。量子點(diǎn)開始被用于發(fā)展細(xì)胞影像技術(shù)，一般使用發(fā)光二極管和太陽(yáng)能電池技術(shù)激發(fā)量子點(diǎn)的發(fā)光性。
本文描述的是**將量子點(diǎn)應(yīng)用于**釋放載體中。
每一個(gè)量子點(diǎn)外圍都被質(zhì)子海綿包裹，質(zhì)子海綿攜帶正電。siRNA不與量子點(diǎn)連接時(shí)候攜帶負(fù)電，這就阻止siRNA穿透細(xì)胞壁。而具有量子點(diǎn)伴侶的siRNA被中和掉一些電量，表現(xiàn)出弱電性的siRNA復(fù)合物就可以穿透細(xì)胞壁，并逃脫食物泡(一種脂肪泡，可吞噬進(jìn)入細(xì)胞的物質(zhì))的吞噬作用，在細(xì)胞液中聚集，在這里siRNA就開始阻斷蛋白的合成。
新研究的技術(shù)是調(diào)整量子點(diǎn)外面的質(zhì)子海綿的關(guān)鍵所在，新的技術(shù)可幫助科學(xué)家更**的控制siRNA和量子點(diǎn)的緊密連接程度。
量子點(diǎn)技術(shù)比現(xiàn)在沉默基因的技術(shù)要明顯的好。在實(shí)驗(yàn)中，使用量子點(diǎn)技術(shù)傳遞siRNA，細(xì)胞中的檢驗(yàn)蛋白的產(chǎn)量下降到正常產(chǎn)量的2%。相對(duì)的是，使用現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)中普遍應(yīng)用的siRNA傳遞技術(shù)，細(xì)胞中的檢驗(yàn)蛋白的產(chǎn)量是正常產(chǎn)量的13%-51% 。
這項(xiàng)技術(shù)的核心是：熒光量子點(diǎn)可讓siRNA的作用過(guò)程變得可視化。先前的siRNA追蹤技術(shù)所發(fā)出的光只能維持片刻，而量子點(diǎn)所發(fā)出的光可維持幾個(gè)小時(shí)。實(shí)驗(yàn)中，研究人員可以觀察基因沉默過(guò)程達(dá)幾個(gè)小時(shí)。
圖片3說(shuō)明：進(jìn)入細(xì)胞4小時(shí)后的熒光影像，在這個(gè)時(shí)間里，量子點(diǎn)siRNA復(fù)合物已經(jīng)分散在細(xì)胞液里。中間黑色表示的細(xì)胞核(圖片文字由華盛頓大學(xué)編輯)
新的技術(shù)比現(xiàn)在的技術(shù)的毒性要低5到10倍，這也意味著量子點(diǎn)伴侶(質(zhì)子海綿)對(duì)細(xì)胞的傷害很小。這種理想的傳遞方式?jīng)]有其他不好的作用，**的生物學(xué)改變是siRNA阻斷了細(xì)胞合成一些不需要的蛋白。
但是，量子點(diǎn)技術(shù)比現(xiàn)在的傳遞技術(shù)更有效的確切機(jī)理暫時(shí)不明。
我們相信進(jìn)一步的改善將集中在食物泡逃脫以及量子點(diǎn)與siRNA的分離技術(shù)上。
量子點(diǎn)技術(shù)現(xiàn)在還不允許在人體中使用。研究人員現(xiàn)在使用的傳遞技術(shù)是三氧化二鐵顆粒(幾種食品與**管理局批準(zhǔn)的用于人體的分子載體)。他們還研究靶位癌癥細(xì)胞的表面生物標(biāo)記。
Nie說(shuō)，展望未來(lái)，這項(xiàng)技術(shù)在活體siRNA**技術(shù)中很有發(fā)展前途，這要求開發(fā)出可降解的**載體和無(wú)毒性的載體。
該研究由美國(guó)國(guó)家健康研究中心、美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)和喬治亞州癌癥聯(lián)合會(huì)提供經(jīng)費(fèi)。
