在上转换基质中,近红外光可影响粘附肽的活性,并调节间充质干细胞的粘附和多分化
最近,华南师范大学生命科学学院的黎锦明教授课题组在国际知名期刊《NANO LETTERS》(IF:11.189)发表了一项重要研究成果,开发了一种控制细胞粘附和多分化的新方法,将来有望应用于光再生医学领域。
之前的研究认为细胞的粘附和分化可以通过材料来控制,但是在体内的时空精度较低。黎锦明教授课题组开发了一种上转换纳米颗粒(UCNP)底物,通过近红外(NIR)光调节间充质干细胞(MSCs)的细胞粘附和多分化。首先,研究人员将细胞粘附肽Arg-Gly-Asp(RGD)偶联在UCNPs表面,并将光裂解4-(羟甲基)-3-硝基苯甲酸(ONA)与RGD连接。然后,将光活化的UCNPs与覆盖玻璃连接形成UCNp底物。在NIR下,UCNPs上转换形成的紫外线会触发ONA的释放,暴露RGD并动态改变细胞基质的相互作用,促进细胞的粘附和扩散。此外,在UCNP底物上培养的间充质干细胞在体内外可通过不同强度的NIR照射,特异性诱导脂肪细胞或成骨细胞多分化。
图1. 国际知名期刊《NANO LETTERS》(IF:11.189)
图2. NIR通过光激活RGD控制粘附肽调节UCNP底物的细胞粘附和多分化的实验原理
图3. 活体成像结果:不同功率的NIR(0/0.5/1/2 W/cm2)可以调节UCNP底物中ONA-FITC的释放
图4. 在不同的NIR功率(0/0.5/1/2 W/cm2)/不同的照射时间(5/30/30/60 min)下,NIR控制UCNP底物上粘附RGD肽的激活来调节细胞粘附
图5. 上海勤翔的小动物活体成像系统应用于活体实验
应用仪器
IVScope8000 系列小动物活体成像系统
论文链接
https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.1c04534
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