(圖:Nature)

美國科學家最近發明了一項新技術,全稱為「組織奈米轉染」(Tissue Nanotransfection,TNT),利用奈米晶片將特定的生物因子轉入成年個體內,使成熟細胞轉換成其他有需要的細胞。該技術除了可以有助修復受損組織,更可以恢復器官、血管和神經細胞等老化組織的功能。

 

向活體細胞內運輸生物因子

「組織奈米轉染」(TNT)包括兩個主要部分:一是「運輸工具」,即利用奈米技術,設計向活體成年細胞內輸送貨物的晶片,二是「運輸貨物」,即設計出讓細胞轉變類型的特定的生物貨物。

運輸時,裝置由一個很小的電量推動,患者幾乎感覺不到。整個過程是非侵入性的,也不需要任何實驗室程序。當用奈米晶片把生物貨物運輸到成年個體內時,細胞會從一種類型轉換成另一種類型。

這項研究由俄亥俄州立大學 Wexner 醫學中心和俄亥俄州工程學院共同完成,已在小鼠和豬身上實驗成功。在一個實驗中,嚴重受傷的腿部已沒有血流。利用 TNT 技術,皮膚細胞被轉化為血管細胞。一周後,受傷腿部出現活躍的血管;到第二周,腿部得到恢復。

另一個實驗中,TNT 技術將活體的皮膚細胞轉化為神經細胞,隨後注射到因中風而腦部受損的小鼠中,幫助其恢復。

前景與後續研究

俄亥俄州再生醫學和基因細胞治療中心主任 Chandan Sen 博士說,這項「組織奈米轉染」(TNT)技術可以替換受損的器官。實驗表明,皮膚是塊「肥沃的土壤」,可以長出任何器官的細胞類型。他與俄亥俄工程學院化學和生物分子工程教授 L. James Lee 教授共同領導了這項研究。

Sen 總結了 TNT 技術的優點。只要簡單的操作就可以將皮膚細胞轉化成其他類型的細胞,聽起來雖然難以想像,但確實可行,而且成功率高達 98%。整個過程不到一秒鐘,不具有侵襲性。而且晶片不會在體內滯留,只有被轉化的細胞留在體內。該過程中,體內細胞處於免疫監控之下,因此免疫抑制並非必需。

TNT 技術的理論基礎很簡單,研究人員對如此高的成功率也感到驚奇。Lee 稱這項研究只是個開始,他們會繼續研究 TNT 技術的詳細機制,並進一步優化。

Sen 表示他們計劃明年開始臨床試驗。期待這項技術早日造福人類。

 

參考資料:

  1. Gallego-Perez, D., Pal, D., Ghatak, S., Malkoc, V., Higuita-Castro, N., Gnyawali, S., . . . Sen, C. K. (2017). Topical tissue nano-transfection mediates non-viral stroma reprogramming and rescue. Nature Nanotechnology, 12(10), 974-979. doi:10.1038/nnano.2017.134
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