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為了徹底阻斷先前導致實驗失敗的假陽性問題,他們采取了一種非常極端的策略,讓受體細胞先死一會。他們使用一種DNA損傷化療藥物,徹底破壞了受體細胞的原有DNA,這種處理讓受體細胞的原有基因組徹底失活,細胞失去復制能力,處于功能性死亡的狀態。隨后研究人員為其植入了人工合成的新基因組。實驗結果表明,有一小部分受體細胞不僅存活了下來,還開始了正常表達外源基因組。這些細胞原本已經注定死亡,是新的基因組賦予了它們生命,在實際的實驗中只有極少數能成功移植。團隊將這些幸存者稱為“僵尸細胞“。
大家可能會有點困惑,幾個問題這里簡單解釋下。
第一個問題,對死亡的定義。這里說的死亡是從遺傳和繁殖的角度來講的。研究人員先是不可逆地破壞了受體的基因組,使其完全失去自我復制的能力。所以它確實死了。
第二個問題,為什么說它又活了?雖然基因組被滅活,但細胞工廠里的各種設施設備都是好的,只是不知道自己該干嘛,可以理解為廠房和設備還在運轉,只是沒了圖紙。當人工合成的基因組移植進去之后,新基因組接管了這些完好的生物合成系統,重新啟動了生命活動,讓細胞恢復了分裂繁殖的能力。所以叫起死回生。它是用新圖紙讓舊的細胞工廠,重新恢復生產功能,而不是讓一個完全腐爛的細胞復活。這點要區分下。其實這里說奪舍可能更形象一些。
第三個問題,為什么說是首次,2010年的首次,是首次是將人工合成的基因組移植到活的細胞中。而今年的首次,是首次將人工合成基因組移植到基因組被徹底滅活的細胞中,用非生命部件組裝出了活的合成細胞。而且這項研究還有一個關鍵性的突破。以前需要1.5 億個活受體細胞才能成功一個,而新方法288 個受體細胞就能成功一個,從移植所需的細胞數量上來看,效率足足提高了50萬倍。
在合成生物學中,科學家一直想對微生物進行編程。如果能將整個基因組轉移到細菌中,就能賦予它們全新的特性,比如用來生產藥物或生物燃料。目前,這項實驗還只是一次概念驗證。下一步目標是將這項技術應用到大腸桿菌等更常見的微生物中。
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近日沈陽藥科大學的科研團隊,成功利用豬精液提取物制成了一種特殊的眼藥水,在小鼠實驗中成功阻止了視網膜內的腫瘤生長,并保留了小鼠的視力。這項研究已于3月27號發表在了《科學進展》雜志上。
視網膜母細胞瘤是一種發生于視網膜的癌癥,常見于兒童。傳統的治療手段包括直接向眼內注射藥物、化療或激光治療。這些方法不僅極具侵入性,使得患者非常痛苦,還極易損傷眼睛里健康的非癌變組織。但是因為視網膜周圍有一層致密的保護性屏障,普通藥物根本無法穿透。想要在不造成額外損傷的前提下,讓藥物穿透屏障送達視網膜,是非常困難的。
而從豬精液中提取的“外泌體”,天然具備幫助精子穿透物理屏障的能力。在針對人類角膜細胞的實驗中,研究人員發現,豬精液外泌體能夠打開細胞外膜上的緊密連接,順利穿透眼表屏障進入內部。
解決了屏障穿透問題,接下來是藥物的裝載與精準打擊。研究人員在外泌體中裝入了一個納米酶系統”,專門用于攻擊癌細胞。為了進一步提高藥物的選擇性,做到只殺傷癌細胞而不影響正常細胞,他們在外泌體上連接了葉酸分子。因為視網膜母細胞瘤內部的葉酸水平遠高于健康細胞,這就讓外泌體具備了極強的靶向定位能力。
在患有視網膜腫瘤的小鼠實驗中,經過30天的測試,小鼠的腫瘤停止了生長并保持在很小的狀態,同時小鼠依然擁有與無腫瘤的健康對照組相當的視力。在安全性驗證方面,研究團隊在兔子身上進行了為期30天的重復給藥測試。結果顯示該滴眼液總體安全,僅觀察到了一些輕微的角膜刺激反應。
客觀來看,這項研究目前仍處于概念驗證階段,使用滴眼液代替眼部注射雖然能大幅降低治療的侵入性,但距離真正用于人類患者,還需要進行大量的人體臨床試驗。
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