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Nature:“纹身”治疗可以缓解慢性疾病

2016/09/26 来源:生物探索
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导读
近日,贝勒医学院的科学家测试了由莱斯大学开发的一种纳米颗粒,将纳米粒子通过“纹身”放置在皮肤下面,碳基粒子形成一个黑暗斑点,随着因为它们慢慢地释放到血液循环中,斑点将在一周左右消失,这项研究进一步发现:临时纹身可以帮助控制慢性疾病。

T淋巴细胞线粒体中的黑点是由贝勒医学院和莱斯大学共同开发的纳米抗氧化剂

纳米颗粒进入T细胞中,可以抑制其活性,以控制多发性硬化症等自身免疫性疾病患者的症状

通过纹身,将新型纳米粒子输送患者体内

近日,贝勒医学院(Baylor College of Medicine)的科学家测试了由莱斯大学(Rice University)开发的一种纳米颗粒,发现临时纹身可以帮助控制慢性疾病。

这项研究目前已经在Nature上online发表了,并同期刊发在Scientific Reports上。研究揭示:聚乙二醇(PEG)改性纳米粒子被输送到免疫系统中的细胞后,很容易被选择出来。这将成为多发性硬化症等自身免疫性疾病的另一治疗方案。

贝勒医学院首席科学家Christine Beeton表示,将纳米粒子通过“纹身”放置在皮肤下面,碳基粒子形成一个黑暗斑点,随着因为它们慢慢地释放到血液循环中,斑点将在一周左右消失。

T淋巴细胞、B淋巴细胞和巨噬细胞是免疫系统的重要组成部分。然而,在许多自身免疫性疾病(如多发性硬化症),T细胞是关键因子。一个让人怀疑的原因是,T细胞失去了区分入侵者和健康组织的能力,并同时攻击两者。

在贝勒医学院的实验中,纳米粒子可以被T细胞内化,这抑制其功能,巨噬细胞却可以忽视纳米粒子。Beeto补充道,在同一环境中,一种类型的细胞能够不同于其他细胞具有选择性地抑制的能力,或有助于医生获得更多控制自身免疫性疾病的途径。

贝勒医学院研究员Redwan Huq(左)和Christine Beeton(右)

“PEG-HCCs”纳米粒子只只作用于T淋巴细胞,不影响其他免疫细胞

Beeton lab里的一名研究生、文章的一作Redwan Huq表示,当前治疗的大多数是一般的、广谱的免疫抑制剂,后者会影响所有细胞,副作用是让患者暴露于感染并增加罹患癌症的机会。由于巨噬细胞和其它免疫细胞不受影响,大多数病人的免疫系统在接受“纹身”后仍然完好无损。

在看到这种新型物质通过纹身进入患者皮肤后,质能够选择免疫细胞作用,科学家感到无比兴奋。

据悉,这种水溶性纳米颗粒由莱斯大学的化学家James Tour合成,并在啮齿类动物身上没有发现急性毒性的迹象,科学家将聚乙二醇和亲水碳簇相结合,并命名为“PEG-HCCs”。碳簇是长35纳米、宽3纳米,厚度与一个原子相近,与加入的聚乙二醇形成了体积约为100纳米的球体。该改性纳米粒子被称作是活性氧分子(超氧化物分子)的高效清道夫,活性氧分子是由免疫系统杀死入侵微生物后细胞表达出来的。

在这个过程中,T细胞利用超氧化物启动信号转导,PEG-HCCs则将该超氧化物从T细胞中移除,在不伤害细胞的前提下阻止了其活化效应。

Beeton教授表示,他是贝勒医学院一名已经毕业的研究生Taeko Inoue的论文中找到了关于“PEG-HCCs”的灵感,“PEG-HCCs”只作用于T淋巴细胞,而不是其他的免疫细胞,如巨噬细胞,这是完全出乎意料的。


由莱斯大学开发的一种聚乙二醇亲水性碳团簇,对T细胞具有选择性,可以抑制后者功能

动物实验证实:“纹”进皮肤里的“PEG-HCCs”在T细胞内无残留,无毒性

在贝勒实验室里进行的动物模型试验表明,向皮下注入少量的PEG-HCCs纳米粒子,会慢慢进入T淋巴细胞,它们具有聚集和抑制细胞的功能。此外研究还发现:几天后,纳米粒子在细胞里被分解,且在T细胞中没有停留。

Beeton教授补充道,开发一种在系统中足够长效的药物是很困难的,还有一个问题是能否不让药物残留,“纹”进皮肤里的“PEG-HCCs”可以缓慢释放,且不会再系统里存留太长时间,在控制半衰期循坏方面具有更大的优势。

化学家James Tour则表示,当他们对这些纳米颗粒研究得越多,他们发现了其在医疗上的许多用途,Rice实验室与贝勒医学院合作者曾经发表的论文采用功能化的纳米颗粒来输送癌症药物,以减少因创伤性脑损伤导致的超氧化物产能过剩。提供治疗癌症的药物对肿瘤和失超氧化物生产过剩的创伤性脑损伤后。而Beeton教授建议将碳簇纳米颗粒“纹”进皮肤里,而不是直接进入血液中,这使得它们可以更充分地进入T细胞。这类似于在皮肤上纹一个斑点,且操作起来更加方便。

“纹身”不再是叛逆的标志,而成为一种治病的手段

在Beeton教授看来,当科学家将一个黑色标记注入皮肤内时,也意味着这项科学研究成功转化为了临床应用,并且可以利用微细针在身体内任何区域进行。

对于一个凭空想要去纹身的孩子而言,大多数的父母都不可能赞成。不久后,“纹身”不再是叛逆的标志,而成为一种治病的手段。

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