半導体ポリマーナノバイオコンジュガート 標的型光熱活性化ニューロン
Yan Lyu1, Chen Xie1, Svetlana A Chechetka2
1School of Chemical and Biomedical Engineering, Nanyang Technological University , Singapore 637457, Singapore.
Journal of the American Chemical Society
|July 13, 2016
まとめ
半導体ポリマーナノバイオコンジュゲート (SPNbc) を新しい光遺伝的代替品として開発した. この光熱的アプローチは 遺伝子操作なしに ニューロンの活動を制御するために 近赤外線を使います
科学分野:
- ナノテクノロジーと生物医学工学
- 神経科学と光遺伝学
背景:
- オプトジェネティクスでは 精密な神経制御が可能ですが 遺伝的改変が必要で 光の波長に限られています
- 既存の方法は深層組織に浸透し,生体内での応用を妨げています.
- ニューロンの制御には 非侵襲的,トランスゲンレスな方法が必要です
研究 の 目的:
- ニューロン制御のための非遺伝的,近赤外線 (NIR) 光活性化方法を開発する.
- 半導体ポリマーナノバイオコンジュガート (SPNsbc) を光熱ナノモジュールとして利用する.
- 熱感性イオンチャネルを活性化するSPNsbcの可能性を調査する.
主な方法:
- 合成された半導体ポリマーナノバイオコンジュガート (SPNsbc) が808nmで高いNIR吸収率を有する.
- 金のナノ棒と比較して優れた光熱変換効率を示した.
- 神経細胞の熱感性イオンチャネルを標的にし活性化するためにSPNsbcを使用した.
主要な成果:
- SPNsbcはNIR光を熱に効率的に変換し,迅速かつ局所的な温度上昇を可能にしました.
- 神経細胞の細胞内Ca2+) 流入の特異的かつ迅速な活性化を達成した.
- 遺伝的変異なしの 回復可能で安全な ニューロンの変容を証明した
結論:
- SPNsbcは ニューロンの制御のための 光遺伝学に対する有望な非遺伝的代替手段です
- この光熱戦略は,NIR光を用いて深層組織への浸透を可能にします.
- 有機ナノ粒子ベースのアプローチは,遠隔細胞調節のための汎用性のあるプラットフォームを提供します.
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