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科學家引導細胞朝光照方向移動
發(fā)布時間： 2013-04-24 點擊次數： 1334次據物理學家組織網4月8日報道，美國華盛頓大學醫(yī)學院的科學家們已經證明，他們能夠誘導細胞朝一束光移動，這意味著，科學家們朝用光操縱細胞來控制胰島素分泌或心率邁出了*步，這一成果在醫(yī)療領域具有廣泛的應用前景。相關研究發(fā)表在4月8日出版的美國《國家科學院院刊》PNAS網絡版上。
新研究的實驗對象是免疫細胞，該研究的主要負責人、麻醉學教授高塔姆博士和麻醉學副教授阿吉斯·卡如那拉斯使用遺傳工程技術將感光蛋白——視蛋白引入這些免疫細胞內，接著，只通過朝他們希望細胞移動的方向照射了一束激光，就成功地引導了細胞朝該方向移動。隨后，他們使用神經細胞進行了同樣的實驗，也獲得了成功。
成功的關鍵就是“哄騙”細胞認為視蛋白是常見的受體蛋白。“我們在使用光作為開關控制細胞的行為方面取得了成功。”高塔姆表示，“細胞做出某些行為是因為它們能感應到周圍環(huán)境中的信號。在我們進行的一系列實驗中，細胞感應到光的出現。”
人體內的很多重要功能，從神經發(fā)育到胰島素分泌、免疫細胞的功能以及心率等都被細胞周圍的各種關鍵受體所控制。人類和其它動物在眼睛內制造視蛋白，當被光激活時，視蛋白允許細胞進入眼睛內，將光信號變成視力。
視蛋白屬于目前廣受關注的G蛋白偶聯(lián)受體家族中的一員，這些G蛋白偶聯(lián)受體在視力、觸覺、行為、情緒、免疫系統(tǒng)調節(jié)、心率和腫瘤擴散等領域起關鍵作用。
在另一項zui近也出版在美國《國家科學院院刊》網絡版上的研究中，高塔姆團隊通過讓神經細胞暴露在光下，使其長出了分支（突起），目前，他們正使用心臟細胞進行實驗，測試光信號是否能讓心跳加速或減速。
他們計劃用同樣的方法來了解光是否能影響胰島素的分泌、神經細胞的再生；研究細胞內的信號環(huán)路以便厘清分子通路網絡如何控制細胞的行為。卡如那拉斯指出：“zui終，我們會將多種感光蛋白‘塞入’這些細胞內。我們打算使用兩種不同波長的光。當照射*束光時，它可能會給*個感光蛋白發(fā)送信號使心跳加快，接著，第二束光可能會被用來讓心跳減速。”
高塔姆強調說：“用光控制細胞的移動不僅對免疫系統(tǒng)非常重要，在胚胎發(fā)育中也可以確保制造心臟、肝臟及其他器官的細胞好好工作，同時對癌癥轉移研究也大有裨益。”
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