美国科学家研发出了一种新技术，将纳米传感器“贴”在细胞膜表面，可实时监测细胞间的相互作用，清晰度远超以往。这项创新技术能让科学家进一步理解复杂的细胞生物学、监测移植细胞的生长情况以及为疾病研发出有效的治疗方法。最新研究发表在7月17日出版的《自然·纳米技术》杂志上。
研究中，科学家使用纳米技术将一个传感器“锚定”在单个细胞的细胞膜上，这使他们能准确实时地监测到细胞在微环境下的信号传导情况，以及移植细胞或组织的情况。之前的细胞信号传导传感器只能测量一组细胞的整体活动。进行这项研究的位于美国波士顿的布莱根妇女医院再生治疗中心主任杰弗瑞·卡普表示，新技术让他们能以前所未有的空间和时间清晰度来实时监测单个细胞之间的相互作用；更清楚地洞悉细胞之间的信号传导细节以及细胞与药物之间的相互作用等，所有这些对基础医学和药物研发都具有重要意义。
科学家表示，这种方法可被进一步精炼成一种工具，用来定期研究药物和细胞之间的相互作用，也有望用于未来的个性化医疗领域。卡普认为：“未来，医学专家在为病人制定合适的治疗方法之前，可以使用这项技术来测试某种药物对细胞和细胞之间相互作用的影响。”
让科学家们尤为感到兴奋的是，新技术可以实时追踪和监测移植细胞的“生活”环境，以前根本无法做到这一点。美国马萨诸塞州波士顿市哈佛医学院的免疫学家乌尔里奇·艾德里安并没有参与该试验，但他表示：“最新研究朝着实时、高清晰度地侦察到细胞之间的相互联系这个目标向前迈进了一大步，对新药研发和诊断具有深远意义。”
在人们追求差异化、个性化的今天，个体化用药无疑是个前景光明的大产业。科学家的这项发现，综合运用了纳米科学、细胞生物学等多门学科，将用于新药研发、监测移植细胞等尖端领域。但如此高精尖的新技术其实同样不乏广泛的“群众基础”。也许有朝一日，人们服药时不再只是靠望闻切问和各种生化化验单，而是派出一个传感器“实地”考察各种药物对细胞的影响。当然，这个美好的愿望要变为现实，前提是细胞纳米传感器的成本能下降到与其体积可相提并论。(生物谷 Bioon.com)
生物谷推荐原文出处：
Nature Nanotechnology doi:10.1038/nnano.2011.101
Cell-surface sensors for real-time probing of cellular environments
Weian Zhao,Sebastian Schafer,Jonghoon Choi,Yvonne J. Yamanaka, Maria L. Lombardi,Suman Bose,Alicia L. Carlson, Joseph A. Phillips,Weisuong Teo, Ilia A. Droujinine, Cheryl H. Cui,Rakesh K. Jain, Jan Lammerding,J. Christopher Love, Charles P. Lin, Debanjan Sarkar, Rohit Karnik8 & Jeffrey M. Karp
The ability to explore cell signalling and cell-to-cell communication is essential for understanding cell biology and developing effective therapeutics. However, it is not yet possible to monitor the interaction of cells with their environments in real time. Here, we show that a fluorescent sensor attached to a cell membrane can detect signalling molecules in the cellular environment. The sensor is an aptamer (a short length of single-stranded DNA) that binds to platelet-derived growth factor (PDGF) and contains a pair of fluorescent dyes. When bound to PDGF, the aptamer changes conformation and the dyes come closer to each other, producing a signal. The sensor, which is covalently attached to the membranes of mesenchymal stem cells, can quantitatively detect with high spatial and temporal resolution PDGF that is added in cell culture medium or secreted by neighbouring cells. The engineered stem cells retain their ability to find their way to the bone marrow and can be monitored in vivo at the single-cell level using intravital microscopy.
