發(fā)布日期：2018-01-23

超聲誘導(dǎo)細(xì)胞活化和基因表達(dá)示意圖。圖片來(lái)源：UC San Diego

非侵入性并在一定距離遠(yuǎn)程操控細(xì)胞，尤其對(duì)于動(dòng)物和人類的轉(zhuǎn)化應(yīng)用來(lái)說(shuō)，是至關(guān)重要的。我們距離控制我們的免疫系統(tǒng)還有很長(zhǎng)的路要走，也許有一天，我們“開啟”和“關(guān)閉”免疫系統(tǒng)就如同看電視時(shí)一樣，通過(guò)遙控的方式，切換自如。

在腫瘤所在的區(qū)域，我們需要“開啟”免疫系統(tǒng)的功能，讓它們能夠攻擊并殺滅癌細(xì)胞；但在健康的組織，我們則要“關(guān)閉”這種功能，來(lái)避免癌癥免疫療法對(duì)全身造成副作用。

如何實(shí)現(xiàn)對(duì)免疫系統(tǒng)的遠(yuǎn)程操控呢？

來(lái)自加州大學(xué)圣地亞哥分校的研究小組開發(fā)出了一種基于超聲波的系統(tǒng)，它可以對(duì)活的免疫T細(xì)胞進(jìn)行非侵入性和遠(yuǎn)程控制，使它能夠識(shí)別并殺死癌細(xì)胞。研究發(fā)表在《PNAS》上。

在這項(xiàng)研究中，研究人員展示了他們?nèi)绾芜h(yuǎn)程控制遺傳系統(tǒng)，激活嵌合抗原受體T細(xì)胞（CAR-T）細(xì)胞，用來(lái)靶向殺傷癌細(xì)胞。經(jīng)過(guò)改造的CAR-T細(xì)胞具有機(jī)械傳感器和遺傳轉(zhuǎn)導(dǎo)模塊，可以利用超聲通過(guò)微氣泡放大遠(yuǎn)程激活。

研究人員發(fā)現(xiàn)，與鏈球菌結(jié)合的微泡可以與細(xì)胞表面相結(jié)合，機(jī)械敏感的Piezo1離子通道在細(xì)胞表面表達(dá)。在超聲波的照作用下，微氣泡振動(dòng)并機(jī)械地刺激Piezo1電離子通道使鈣離子進(jìn)入到細(xì)胞內(nèi)。這引發(fā)了下游的途徑，包括鈣離子激活、NFAT去光化和轉(zhuǎn)位到細(xì)胞核。核轉(zhuǎn)位NFAT可以與遺傳轉(zhuǎn)導(dǎo)模塊的上游響應(yīng)元素結(jié)合，從而啟動(dòng)嵌合抗原受體（CAR）的基因表達(dá)。

加州大學(xué)圣地亞哥分校的生物工程學(xué)教授Peter Yingxiao Wang說(shuō):“CAR-T細(xì)胞療法正在成為治療癌癥的一種范例轉(zhuǎn)換療法。然而，在以藥物為基礎(chǔ)的免疫療法被廣泛采用之前，主要的挑戰(zhàn)仍然存在。例如，針對(duì)非惡性組織的CAR-T細(xì)胞的非特異性靶向可能會(huì)危及生命。這項(xiàng)工作最終可能會(huì)引領(lǐng)對(duì)實(shí)體腫瘤的CAR-T細(xì)胞免疫治療的空前的精確性和效率，同時(shí)盡量減少腫瘤外的毒性。”

參考資料：

[1] Cancer Immunotherapy Channeled viaRemote Control

[2] Researchers Develop a Remote-ControlledCancer Immunotherapy System

來(lái)源： 遇見未來(lái)