湖南大学聂舟教授团队开发的AMR取得重要进展为细胞安装“机械手臂”让它变“聪明”

2024-04-10 09:18:36

3月28日，从湖南大学获悉，该校化学化工学院聂舟教授团队日前在《Nature Chemical Biology》（《自然-化学生物学》）杂志发表论文，正式公布团队开发的DNA功能化人工机械力受体（AMR）。该受体可在不改变细胞遗传物质的前提下，实现人为精确控制细胞，为细胞增加更多功能。未来，该受体可应用于神经干细胞的干性维持，以及免疫细胞调控等医学场景。

聂舟（左）正在指导团队博士研究生查看细胞间作用力。

细胞膜受体可以介导细胞内外的信号传递，被认为是组织修复、免疫调节和癌症治疗等过程的重要靶点。通过基因工程改造人工受体，可用于细胞疗法，为医学带来革新。然而，遗传改造可能影响体内其他生物过程，且难以保证受体蛋白稳定表达。如何在不改变遗传物质的前提下改变细胞功能，成为困扰科研人员的难题。

“AMR像由DNA和蛋白质组合而成的‘机械手臂’。”聂舟解释，团队的工作基于通过DNA让细胞的受体蛋白感受到不同力学刺激，从而调控细胞功能。大众熟知的DNA是遗传物质，实际上DNA具备非遗传的功能，包括分子识别和纳米组装等。而受体蛋白像细胞的“眼睛”，让细胞感受外界刺激并产生“行为变化”。如果通过DNA的非遗传编码功能，让受体“戴上智能眼镜”，细胞则会变得更“聪明”。

不仅如此，通过简单调节AMR上的DNA序列，能够在皮牛（pN，1×10-12N）范围内精确控制AMR的力度响应大小和受力范围。这极大地提升了AMR的通用性及精确度。

据悉，AMR可应用于神经干细胞的干性维持，神经细胞的损伤需要利用神经干细胞变为神经细胞用于修复。通过AMR，可以不添加外源生长因子，保持神经干细胞的特性并“随拆随用”。AMR未来还有可能用于加强免疫细胞对肿瘤细胞的识别，相对正常细胞，肿瘤细胞表面偏软，不容易被免疫细胞识别。利用AMR通过人工模仿免疫细胞受体，提升免疫细胞的力学“灵敏度”，精确特异性识别。

“目前，我们的DNA受体调控技术正在进行成果转化。”聂舟介绍，团队将在进一步简化AMR结构的基础上，实现更多智能化功能，期待相关产品在不久的未来能够投入医疗造福群众。

（来源：湖南科技报）

责编：伍芳芳

一审：黄帝子

二审：姚瑶

三审：王明辉

我要问