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杜克大学提高了Sonogenetics的有效性和安全性

更新:2019-08-09 编辑:晴天彩票登录 来源:我爱听评书网 热度:6703℃

这部电影描绘了在3.5分钟的跨度内从各种距离发出的空化气泡拉伸的细胞。细胞的钙响应位于顶部,染料渗透细胞膜的能力位于底部。了解这些类型的细节将有助于研究人员更好地定制使用空化气泡影响细胞的超声波疗法。

杜克大学的研究人员发现了一种增强超声遗传学或超声波调制的有效性和安全性的方法,这种新兴技术利用声波来控制单个神经元的行为或促进组织生长和伤口愈合。超声波治疗通常使用有针对性的超声波来产生空化气泡—迅速振荡的气囊的小气球,当它们爆裂时会拉伸附近的细胞膜。这种拉伸可以激活钙离子通道,导致神经元发射,或者可以指示身体的修复机制发动过度。

如果气泡太大或太近,那么技术可以损坏或破坏附近的细胞。虽然这可能是癌症治疗等应用的理想结果,但声发生器学的研究人员通常希望避免损伤。

在一项新的研究中,生物医学工程师发现通过将微珠连接到细胞上的受体上表面,他们可以更安全地产生技术的细胞伸展,钙释放效果。

结果于2017年12月25日在美国国家科学院院刊上线发表。

“为了让细胞膜中的离子通道和孔隙打开,你通常必须非常强大且非常快地拉伸,”安德森-鲁普机械工程与材料科学教授裴忠说。在杜克。“但我们发现,将细珠附着在细胞表面可以放大细胞在空化过程中的反应,并产生相同的结果,同时降低细胞损伤的风险。”

当力量产生空洞时产生液体,空化气泡可能足以对船舶螺旋桨造成严重损坏。虽然在医疗过程中产生的空化气泡不是那么强,但它们仍然会造成很大的损害。而且由于它们的速度和随机性,很难研究它们对附近细胞的影响。

这项新研究是第一个使用钟氏团队于2015年建立的实验平台研究声波探测每次在完全相同的位置可靠地产生串联空化气泡。通过将不同类型的细胞放置在距离气泡不同的距离,研究人员可以开始探索细胞如何反应的细节。

对于第一次使用该平台的后续研究,钟选择了研究钙信号。

“钙信号调节许多重要的细胞功能,如肌肉收缩,神经沟通,基因转录和组织生长,”中国实验室的博士后研究员,中国的主要作者李芬芳说。研究。“以前的研究表明,超声遗传学和声波导致钙反应,这可以使神经元激发或促进其他细胞的愈合,所以我们想仔细看看。”

结果显示空洞气泡实际上产生两种类型的钙反应:慢波和快波。但最有趣的是,该研究表明,附着在细胞表面的微珠可以捕捉到一些气泡”能量,所以他们拉扯膜的表面。这提供了更多的局部变形-并且从更慢,更柔和的波浪中获得更强的钙响应。

“这种策略可以在与空化气泡保持安全距离的情况下刺激细胞,”钟说。“这种方法应该让研究人员更容易在人类治疗中安全使用超声遗传学。”

(责任编辑:晴天彩票登录)

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