德州農(nóng)工大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程系的科學(xué)家；m大學(xué)正在開發(fā)新的方法來促進(jìn)再生醫(yī)學(xué)和癌癥治療。他們正在開發(fā)一種比一束頭發(fā)小1000倍的2D納米片。
副教授Akhilesh Gaharwar博士開發(fā)了一種新型的2D納米片，稱為二硫化鉬，它可以吸收近紅外光(NIR)并改變細(xì)胞行為。這些納米片由于其獨(dú)特的形狀和尺寸，是一類具有不同物理和化學(xué)特性的新型材料。最近，由于它們的光響應(yīng)能力，一些納米片已經(jīng)被研究用于生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用。盡管潛力巨大，但加哈爾瓦的研究正在進(jìn)入一個(gè)新的領(lǐng)域，因?yàn)楹苌儆醒芯空{(diào)查它們的細(xì)胞相容性，但沒有研究探索它們通過光調(diào)節(jié)細(xì)胞功能的能力。
為了探索光控制細(xì)胞反應(yīng)的可能性，Gaharwar的研究團(tuán)隊(duì)合成了一種具有薄原子的納米片，可以吸收NIR光并將其轉(zhuǎn)化為熱量。與其他類型的光(包括紫外光和可見光)相比，近紅外光可以穿透組織內(nèi)部深處，并可用于激發(fā)深層組織中的自然生物修復(fù)機(jī)制。
由于納米片的高表面積，它們可以粘附在細(xì)胞的外膜上，并將細(xì)胞信號(hào)傳遞到細(xì)胞核，從而控制它們的行為。一些納米片也被細(xì)胞吞噬，可以從內(nèi)部影響細(xì)胞功能。
Gaharwar說：“光響應(yīng)生物材料在開發(fā)下一代無創(chuàng)、精確、可控的醫(yī)療器械方面具有巨大潛力，可用于一系列生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用，包括藥物輸送、癌癥治療、再生醫(yī)學(xué)和3D打印。”
最近他的研究發(fā)表在《美國國家科學(xué)院院刊》。
Gaharwar團(tuán)隊(duì)與德克薩斯州am健康科學(xué)中心分子和細(xì)胞醫(yī)學(xué)助理教授Irtisha Singh博士合作，利用新一代測(cè)序技術(shù)破譯了光和/或納米片對(duì)人類基因調(diào)控的影響。細(xì)胞。把一個(gè)單位想象成一張空白的畫布，把基因調(diào)控想象成把畫布變成一種獨(dú)特或有趣的顏料。對(duì)于干細(xì)胞，這意味著確定它們將是什么樣的細(xì)胞，如肌肉、骨骼等。無論是光還是這些納米片，基因表達(dá)的輕微攪動(dòng)都會(huì)顯著影響這些細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)、繁殖和表達(dá)等功能。
細(xì)胞的整體基因表達(dá)譜顯示，納米片的光刺激可對(duì)細(xì)胞遷移和傷口愈合產(chǎn)生顯著影響。他們證明了用納米片和光處理的癌細(xì)胞不能自由移動(dòng)，這是個(gè)好消息。這很重要，因?yàn)榘┌Y會(huì)從一個(gè)組織轉(zhuǎn)移到另一個(gè)組織，從而在體內(nèi)擴(kuò)散。納米片和光的結(jié)合可以提供一種控制和調(diào)節(jié)細(xì)胞遷移和功能的新方法。
研究小組發(fā)現(xiàn)，納米片與細(xì)胞表面受體結(jié)合，這種受體被稱為整合素，是一種簡(jiǎn)單的含糖蛋白質(zhì)。這些整聯(lián)蛋白通過提供細(xì)胞周圍環(huán)境的信息，對(duì)正常細(xì)胞功能很重要。如果這些蛋白質(zhì)被納米片覆蓋，它們將無法告訴細(xì)胞移動(dòng)，從而有效地?zé)o限期地阻止細(xì)胞。
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