超聲基因治療：治療心臟病和癌癥新方法

添加日期：2016年9月9日 閱讀：1791

近期，美國國家科學(xué)院院刊刊登文章指出，結(jié)合超聲能量和超聲微泡在細胞上打孔可能成為與心血管疾病和癌癥作斗爭的新工具。匹茲堡大學(xué)的研究人員稱這種基因治療方法為聲孔效應(yīng)療法。小編對相關(guān)信息進行了整理編譯。



簡單的來，我們將超聲觸發(fā)細胞膜破裂的生物物理機制稱為聲孔效應(yīng)。關(guān)于聲控效應(yīng)的研究主要與超聲微泡振動物理刺激和由此產(chǎn)生的細胞膜滲透性相關(guān)。通過研究已經(jīng)證明，存在一個微氣泡振蕩引起的剪切應(yīng)力閾值，大約1千帕，當壓力超過這個值，內(nèi)皮細胞膜通透性增加。剪切應(yīng)力閾值顯示出與振蕩周期數(shù)目和從0.5Hz到2Hz的超聲頻率的一個逆平方根關(guān)系。此外，通過實時三維共焦顯微鏡的測量證明：一個聲孔效應(yīng)過程是通過頂端和基底細胞膜層沿其外側(cè)封裝(密封時間<2分鐘)直接導(dǎo)致細胞即刻生成膜孔。聲孔效應(yīng)在細胞融合方面也有很大的潛力，它可以使兩個相鄰細胞在30-60分鐘內(nèi)融合。

UPMC的超聲分子成像與治療中心研究員Brandon Helfield博士說：“研究人員利用超聲波能量和小氣泡，選擇性的在細胞上開一個小孔，進行藥物傳輸。利用聚焦超聲束，我們可以在保留健康組織的同時，準確的將藥物發(fā)送到病變部位。我們專注研究生物物理學(xué)在這方面的作用，通過提高技術(shù)，完善這種診斷方法�！�

在當前基因治療的方法中，研究人員通常使用病毒將基因帶入細胞內(nèi)進行培育，這種方法會產(chǎn)生強烈的副作用，例如癥免疫系統(tǒng)反應(yīng)等。為了解決這個問題，研究人員已經(jīng)開發(fā)出攜帶基因的血管內(nèi)微氣泡，這些微氣泡可以通過聚焦超聲能量有針對性的釋放自身攜帶的基因。

匹茲堡大學(xué)的研究人員開發(fā)了一種每秒2500萬幀的超速成像攝像機，北美僅此一臺。在這種相機的幫助下，研究人員可以更好的研究聲孔的生物物理學(xué)現(xiàn)象。他們確定了氣泡穿過細胞膜后，進行有針對性的靶向治療所需要的*小局部剪切力。

匹茲堡大學(xué)醫(yī)學(xué)副教授徐彩晨，他和匹茲堡大學(xué)的心臟、肺部、血管等研究所一起開發(fā)了相機系統(tǒng)。他說：“通過超速成像攝像機，我們看到氣泡可以每秒振動數(shù)百萬次，使我們確定了微氣泡引起的剪切應(yīng)力是聲孔效應(yīng)的關(guān)鍵因素。這個信息也有利于治療方案的智能化設(shè)計和微泡的制備，這樣就可以事先得知打開細胞后預(yù)期的效果。這也給了我們一個起點：研究細胞在應(yīng)對這種治療時會做出什么樣的反應(yīng)�！�

研究人員認為，這些發(fā)現(xiàn)將幫助他們理解聲孔效應(yīng)的原理。幫助**設(shè)定合適的參數(shù)，包括超聲振幅水平和微泡的設(shè)計，以達到*終的臨床應(yīng)用。

“了解聲孔效應(yīng)的生物物理機制對我們來說是很重要的，這可以幫助我們將這種方法轉(zhuǎn)化為一種有效的基因或藥物傳遞工具。在PNAS的研究基礎(chǔ)上，我們繼續(xù)研究聲孔效應(yīng)如何影響處理后細胞的功能。并研究發(fā)展策略，以*大限度地發(fā)揮其治療作用�！背�聲分子成像和治療學(xué)中心主任Flordeliza Villanueva教授說。

責任編輯：芳芳    www.pndqq.cn    2016-9-9 14:37:57

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