发布时间：2024-05-28 16:54:23 栏目：生活
为了改善昂贵医疗治疗的开展，威斯康星大学麦迪逊分校电气工程研究小组开发了一种刺激方法，可以使人体更容易接受某些基因疗法。
研究人员将肝细胞暴露于短电脉冲中——与未暴露于脉冲电场的细胞相比，这些温和的电击使肝细胞吸收了 40 多倍的基因治疗物质。这种方法可以帮助减少这些治疗所需的剂量，使其更安全、更实惠。这项研究于 4 月 30 日发表在《PLOS ONE》杂志上。
基因治疗是一种很有前景的医疗技术：通过替换、改变或引入新的遗传物质到患者的细胞中，医生可能能够治愈或补偿遗传疾病，包括囊性纤维化、镰状细胞病、血友病和糖尿病。
然而，基因治疗的瓶颈之一是将正确剂量的遗传物质注入目标细胞。威斯康辛大学麦迪逊分校的研究表明，施加适度的电场，不会对接受电场的细胞造成持久的损害，有助于创造更有效的治疗方法。
该项目始于近十年前，由威斯康星大学麦迪逊分校世界知名的移植外科医生汉斯·索林格 (Hans Sollinger)发起。他开发了一种针对 1 型糖尿病的基因疗法，1 型糖尿病是一种攻击胰腺(产生胰岛素的器官)的自身免疫性疾病。
索林格的治疗策略是利用肾上腺相关病毒将胰岛素产生的遗传密码传送到肝细胞中，这种病毒可帮助将治疗基因运送到细胞膜上。这种 DNA 随后可在肝细胞中安家，产生胰岛素，而不会受到胰腺免疫系统的攻击。
尽管索林格已经证实了这种疗法有效，但他相信这种疗法的未来取决于治疗效果。他向苏珊·哈格尼斯 (Susan Hagness)和约翰·布斯克 (John Booske)求助，两人都是威斯康星大学麦迪逊分校的电气和计算机工程教授，都有使用电脉冲治疗人体细胞的经验。
“我们开始讨论的是局部靶向输送，以及是否有办法将治疗 DNA 直接送入肝脏，而无需经过整个身体并触发免疫系统，”哈格内斯说。“以及我们是否可以使用电脉冲来使这一输送过程更有效，并大幅减少所需剂量。”
研究人员此前发现，将细胞暴露在电场中通常可以提高分子穿过细胞膜进入细胞内部的能力。因此，在这项最新研究中，博士生姚一洲试图确定该技术是否会增加病毒颗粒进入肝细胞的能力。
姚利用人类肝癌细胞(一种研究肝脏的模型系统)将一批细胞暴露于不同浓度的含有荧光绿色蛋白的基因治疗病毒颗粒中。她使用一对电极向一些样本传送 80 毫秒的电脉冲，然后将所有细胞孵育 12 小时。
48 小时后，姚女士在荧光显微镜下检查结果时发现，只有一小部分未接受电脉冲的细胞发出绿光。与此形成鲜明对比的是，那些接受电脉冲的细胞中积累的荧光绿色蛋白质数量约为病毒释放的 40 倍。
尽管研究结果提供了令人信服的证据，证明豆类有助于病毒穿透细胞壁，但布斯克表示，研究小组尚未发现该过程在分子水平上的具体运作方式。
“关于电脉冲，我们已经了解得足够多了，我认为我们可以自信地说，它能打开细胞膜上的纳米孔，”他说。“但姚教授得到了这个惊人的结果，我们才意识到，病毒颗粒通常比裸露的分子颗粒更大、更复杂，而且它们已经有了自己的进入细胞的方式。所以，我们真的不知道孔隙的打开是否与此有直接或间接的关系。”
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