再生医学新突破，“纳米针”原型在小鼠体内生成新血管

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再生医学新突破，“纳米针”原型在小鼠体内生成新血管
$ x" H2 w+ s* V  O) g* E作者：   来源：译言网   发布者：张荐辕   日期：2015-04-10   
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人体细胞（绿）和纳米针（黄），细胞核内注射了DNA（蓝）。图片利用光学显微镜采集。
5 _+ M" M1 b' _8 w% V2 ^- n4 e来自伦敦帝国学院和美国休斯敦卫理公会研究所的研究人员们希望，纳米针技术最终能协助损坏的器官和神经修复自身，并促进移植器官健康存活。
4 C2 U, a9 p. W% X( r通过运输核酸到特定区域，纳米针发挥其作用。核酸编码、传输并表达了遗传信息，是所有活的生物体不可或缺的组成部分。目前科学家正在探索路径，以求利用核酸重编码细胞，实现不同的功能。$ ]' u3 q* G. e, \* `
这些纳米针体型微小，结构多孔，像海绵一样，比实心结构可负载明显更多的核酸，因此在传输有效负载时更有效率。纳米针能绕过细胞的外膜，穿透细胞，从而实现传输核酸而不损伤或杀死细胞。由于使用可生物降解的硅来制作纳米针，所以其可被留在体内而不会导致有毒残留。大约两天内硅就会降解，留下的仅仅是数量少到可忽略不计的无害物质，即原硅酸。
; T- s( H8 @1 H  a* K0 A" D; }- d$ x在发表于《自然•材料》【1】的论文中【2】，利用纳米针，该研究组在实验室内试图将DNA和siRNA两种核酸传输到人体细胞里。此外，他们还可以把核酸运送到小鼠的背肌里。七天之后，小鼠背肌中新血管的生成增加了6倍，而生成血管的过程持续了接下来的14天。整个过程中并未导致炎症反应或其它有害的副作用。
/ Q6 p/ U# h8 g6 `- z若有一天，利用纳米针，科学家能在人体内协助促进新血管再生，还能提供移植器官或人造器官，并使之与身体的其余部分产生必需的联系，从而能正常发挥作用且发生排斥反应的可能性最小，那才是真正的希望所在。& n: e$ ]. j( Y( }8 S8 \  ^! P- h
“与现有的将遗传物质运输到细胞和组织的技术相比，这是一个巨大的突破，”该论文的共同通讯作者，休斯顿卫理公会研究所纳米医学部共同主席Ennio Tasciotti说，“获得进入细胞质的直接通道后，我们已经能完成效率高得难以置信的基因重编码。这让我们可以对每位病人进行针对性的治疗，为我们提供了传感、诊断和治疗上的无限可能。而这一切都多亏了这小小的结构，它小到头发丝的千分之一。”
7 L2 a& `1 e3 h9 }' |" {来自伦敦帝国学院材料系与生物工程系的共同通讯作者，Molly Stevens教授说：“对于我们的研究来说，现在依然还是非常初级的阶段，但在小鼠试验上纳米针获得的成功，让我们很高兴。未来需要克服许多困难，人体试验也还没有进行，但我们相信，纳米针协助身体自我修复拥有巨大的潜力。”- K; {! f! _5 @
目前研究人员正致力于研制一种类似于弹性绷带的材料，可纳入多根纳米针。这个想法的目的是将其用于身体的不同部分，不论在体内亦或体表，都可以运载必要的核酸，去进行修复并重编码细胞。
; H, f: }: ^/ \4 T) y来自材料系的Ciro Chiappini博士是该论文的第一作者，他补充道：“如果我们能驾驭核酸的能力，使之执行专门的任务，再生遗失机能之路就将畅通无阻。未来，医生也许能把这样的弹性绷带用于严重烧伤的皮肤，去重编码细胞，从而用功能组织来治愈烧伤，而不会留下伤疤。或者，我们可能会看到，外科医生首先把这种纳米针绷带用在受影响的区域内，以促使这些新器官和移植物在体内的健康整合。我们还有很长的路要走，但初步尝试看起来颇有前途。”
8 y. n0 l8 m$ A) v- b0 J9 n新闻来源：
0 q( S1 ^$ N0 U) C1 R  f以上新闻基于伦敦帝国学院提供的资料。原文由Colin Smith写成。注意：由于内容和长度原因，资料可能被编辑过。1 _2 K- H" r9 i" M$ e
【1】Nature Materials，自然杂志《Nature》的一本子刊，刊登材料科学领域的论文。
( ~3 R. T! v2 q* }0 A【2】该论文详见2015年3月的《自然•材料》。1 }4 o2 `# Y7 w7 E! I0 C