蛋白质的细胞内递送是揭示细胞功能、蛋白质复合物结构和治疗的重要技术。然而，传统的递送方法有一些局限性。
为了解决这个问题，日本的研究人员开发了一种新型混合纳米管(HyNT)印章系统，该系统可以高效率和高活力地输送多种蛋白质。该系统代表了细胞内蛋白质递送的进步，可以将治疗剂精确注射到靶细胞中。
在当今的医疗领域，精准医学和靶向治疗因其能够为个体患者量身定制治疗方法同时最大限度地减少不良反应而受到关注。
传统方法，例如基因转移技术，有望将治疗基因直接传递到细胞以治疗各种疾病。然而，这些方法面临着显着的缺点，阻碍了它们的有效性和安全性。
细胞内蛋白质递送为开发更安全、更有针对性和有效的疗法提供了一种有前景的方法。通过直接将蛋白质转移到靶细胞中，该方法避免了转录和翻译过程中的沉默以及DNA插入产生不良突变的风险等问题。此外，细胞内蛋白质递送允许治疗性蛋白质在靶细胞内精确分布，而不会引起毒性。
由日本早稻田大学TakeoMiyake教授领导的一组研究人员与日本理化学研究所Mikawa小组合作，现已开发出一种用于细胞内递送蛋白质的混合纳米管印章系统。这项创新技术能够同时将多种货物(包括钙黄绿素染料、乳酸氧化酶(LOx)和泛素(UQ)蛋白)直接输送到粘附细胞中以进行癌症治疗。
一篇描述该研究的文章发表在《分析化学》上。本文由日本理化学研究所生物系统动力学研究中心的TsutomuMikawa博士、MasaomiIkari博士、HiromasaYagi博士、NaoyaTochio博士和TakanoriKikawa博士以及张博文先生、日本早稻田大学的BingfuLiu、ZhoujiWu先生和KazuhiroOyama先生。
Miyake简要解释了印章系统的组装。“HyNT通过PEDOT聚合合成到金纳米管膜上，然后与玻璃管组装在一起，形成能够将HyNT物理插入细胞的印章。”
研究人员探索了递送LOx酶用于癌症治疗的治疗潜力。“通过我们创新的印记系统，我们成功地将LOx递送到健康的间充质干细胞(MSC)和癌性HeLa细胞中。虽然MSC细胞未受影响，但我们观察到，在LOx处理后HeLa癌细胞中出现显着的细胞死亡，且活力随着时间的推移而降低。
Miyake解释说：“我们的研究结果强调了细胞内递送的LOx在选择性靶向和杀死癌细胞，同时保护健康细胞的同时，具有良好的功效，为癌症治疗提供了一种有针对性的治疗策略。”
最后，该团队使用HyNTstamp系统成功将15N同位素标记的UQ蛋白递送到HeLa细胞中。这种传递允许分析复杂的蛋白质结构和细胞内的相互作用。
此外，光学和荧光成像证实了HeLa细胞中存在递送的UQ，核磁共振光谱将细胞内UQ蛋白浓度与含有15N标记UQ的溶液的浓度相匹配。
这些结果证明了印记系统在递送目标蛋白以供后续分析方面的有效性。
结果表明，HyNTstamp系统在将LOx和UQ输送到大量粘附细胞中方面具有卓越的能力，符合再生医学应用的要求。
该系统实现了89.9%的极高递送效率，表明其能够有效地将治疗蛋白精确转运到靶细胞中。此外，97.1%的细胞存活率凸显了系统在整个输送过程中保持处理细胞的健康和完整性的能力。
HyNT印章系统在细胞内蛋白质递送方面具有变革潜力，其应用范围涵盖从癌症治疗到分子分析。除了医学之外，它的多功能性还延伸到农业和食品工业，有望推动作物生产和食品开发的进步。
HyNT印章系统具有精确的细胞操作和高效的输送功能，有望彻底改变生物医学研究、临床实践和各个行业，为个性化干预铺平道路并塑造现代医学的未来。
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