細(xì)胞封裝已經(jīng)被用于各種應(yīng)用研究，例如細(xì)胞移植和生物制造。然而，當(dāng)前的封裝技術(shù)側(cè)重于細(xì)胞保護(hù)，而不是細(xì)胞調(diào)控。
近日，賓夕法尼亞州立大學(xué)Yong Wang課題組報(bào)道了一項(xiàng)新技術(shù)，即可以用于細(xì)胞納米封裝也使用于細(xì)胞調(diào)控。該技術(shù)就是用超薄仿生外細(xì)胞基質(zhì)作為細(xì)胞封裝以及納米顆粒攜帶的材料。仿生外細(xì)胞基質(zhì)的合成分兩步 (Fig.1)：首先是通過(guò)在細(xì)胞表面的核糖核酸自主裝原位合成一個(gè)框架結(jié)構(gòu)；然后通過(guò)框架結(jié)構(gòu)與正電荷高分子的聚電解質(zhì)絡(luò)合形成最終的仿生外細(xì)胞基質(zhì)(Fig.1)。納米顆?？梢栽诜律饧?xì)胞基質(zhì)的合成過(guò)程之中載入，也可以在合成完成之后載入(Fig.1)。通過(guò)使用這個(gè)新方法，納米顆粒可以高效地保持在細(xì)胞表面附近，避免了大幅度的納米顆粒的細(xì)胞內(nèi)吞(Fig.2)。為了體現(xiàn)這個(gè)技術(shù)的潛在應(yīng)用， 金納米顆粒被用于作為一個(gè)模型。通過(guò)短暫的光照，金納米顆粒可以提高細(xì)胞內(nèi)的溫度，從而激活 熱休克蛋白70（HSP70）啟動(dòng)子并調(diào)節(jié)報(bào)告基因的表達(dá)（Fig.3）。
Fig.1 Fig. 2
Fig. 3
通過(guò)雞胚尿囊膜模型，作者對(duì)這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行了體內(nèi)研究。作者將金納米顆粒裝飾在間充質(zhì)干細(xì)胞（MSCs）上，并評(píng)估該系統(tǒng)在促進(jìn)血管生成方面的作用。結(jié)果顯示，治療后的細(xì)胞移植區(qū)域的血流量相較于沒(méi)有任何治療的對(duì)照組增加了270%。這些數(shù)據(jù)表明通過(guò)使用這項(xiàng)新技術(shù)，研究工作者可以通過(guò)調(diào)控MSCs而促進(jìn)特定組織內(nèi)血管生成（Fig.4）。 Fig. 4 眾所周知，科學(xué)家已經(jīng)合成出各種各樣的納米顆粒，這些顆粒有著有不同的物理化學(xué)性能。因此，雖然在本研究中作者用金納米顆粒來(lái)展現(xiàn)該技術(shù)用于基因調(diào)控的潛在應(yīng)用，理論上，任何一種或多種納米顆粒都可以被包埋在細(xì)胞表面上。這種方法具有廣闊的應(yīng)用前景，例如可以用于干細(xì)胞遞送以促進(jìn)組織再生、免疫細(xì)胞遞送以支持免疫治療，以及細(xì)胞介導(dǎo)的納米顆粒遞送用于癌癥治療等領(lǐng)域。 論文信息 Nanoparticle-Decorated Biomimetic Extracellular Matrix for Cell Nanoencapsulation and Regulation Kyungsene Lee, Brandon Davis, Xuelin Wang, Shubham Mirg, Connie Wen, Dr. Lidya Abune, Dr. Benjamin E. Peterson, Dr. Li Han, Haoyang Chen, Prof. Hongjun Wang, Prof. Spencer E. Szczesny, Prof. Yuguo Lei, Prof. Sri-Rajasekhar Kothapalli, Prof. Yong Wang Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.202306583
