【Nat Nanotechnol】美国科学家创造一种电子晶片可体内重编程皮肤细胞以生长新的血管帮助伤口愈合 | 外泌体参与重编程

外泌体资讯网 讯/ 科学家创建了一个电子晶片，可重新编程小鼠腿上受损的皮肤细胞，以生长新的血管，帮助伤口愈合。

发明人Chandan Sen希望有一天它可以用来治疗人类的伤口。但那一天还有很长的路要走，正如许多其他的再生技术一样。像Sen一样，一些科学家已经开始试图将一种细胞类型重新编程到另一种细胞以帮助伤口愈合，而另一些科学家正在尝试从干细胞和器官形式的脚手架构建器官或组织。

但是一些科学家对Sen发表在Nature Nanotechnology上的小鼠实验表示怀疑。德克萨斯西南医学中心干细胞研究员Sean Morrison说：“我的印象是这里有很多夸张。“你可以[重新编程]皮肤中有限数量的细胞并改善血液流向整个肢体的想法，我认为这是一个非常棒的主张，但是很难相信。”

当这个设备放置在活皮肤上并被激活时，它将小的电脉冲发送到皮肤细胞的膜上，这在细胞表面打开一个小窗口。俄亥俄州立大学再生医学研究员Sen说，“约占细胞膜的2％。然后，使用微型滑槽，芯片通过该窗口注射入新的遗传密码，并进入细胞，在那里它可以开始重新编程细胞以获得新的命运。

Sen说，整个过程需要不到0.1秒的时间，可以重新设计设备下面的细胞，这大约是一个大的脚趾甲的大小。他说，最重要的是能够几乎100％地成功交付其遗传有效物质。“没有其他基因传递技术可以提供超过98％的效率。这就是我们的胜利。”

俄亥俄州立大学的研究员Chandan Sen拿着他的芯片，他的实验室已经重新编程了小鼠的细胞。Wexner Medical Center/The Ohio State University

为了测试该装置的治疗能力，Sen和他的同事拿了几只老鼠，损伤了腿部动脉，并把芯片放在受损动脉附近的皮肤上。一厘米或两厘米的皮肤被重新编程变成血管细胞。Sen说，接受重编程基因的细胞实际上开始复制研究人员最初插入芯片的重编程码，重新打包并将其发送到其他附近的细胞。研究人员说，这起始了腿部血管新网络的增长，取而代之的是原来受损动脉的功能。Sen说：“我们不仅制造新的细胞，而且重组细胞，使功能性血管成为现有的脉管系统并输送血液。”这足以让腿完全康复。没有得到芯片处理的受伤小鼠从来没有愈合。

当研究人员在健康的腿上使用芯片时，不会形成新的血管。Sen说，因为受伤的老鼠腿能够将芯片的重新编程代码纳入正在进行的愈合尝试中。

而这一想法还没有被其他研究人员所接受。“这是个争论，”Morrison说。“这可能是真的，但没有证据表明重新编程在受伤组织中与非受伤组织的作用不同。

此外，据称外泌体将重编程命令传递给其他细胞，这在医学科学中一直很有争议。“关于这些囊泡的说法不一。不清楚这些东西是什么，是否是一个真正的生物过程，或者是碎片，Morrison说。“在我的实验室，我们想在这样做之前就要对这些外泌体进行更多的表征。”

Sen表示，从芯片引入重编程码或任何其他基因传递方法的理论确实需要更多的工作，但他并没有受到批评的阻碍。“这显然是一个新的概念发展，怀疑是可以理解的，”他说。但他对于重编程的外泌体的作用信心十足。研究人员提取囊泡并将其注入实验室的皮肤细胞时，Sen说这些细胞转化为培养皿中的血管细胞。“我相信这是支持这些外泌体可能诱导细胞转化的确凿证据。”

即使该设备如Sen和他的同事们所希望的那样能够工作，但他们只对小鼠进行了测试。修复更深层次的伤害，如重要的器官损伤，还需要将芯片插入身体到达伤口部位。在考虑用于人类之前，它有很长的路要走。现在科学家们只能将成年细胞直接重编程成有限的其他细胞类型，如肌肉、神经元和血管细胞。在科学家们了解如何重新编程一种细胞类型成为我们其他许多组织的一部分之前，这将需要很多年。

不过，Morrison说芯片是一个有趣的技术。“这是一个很好的想法，能够通过纳米渠道发布[遗传密码]，”他说。“有可能在某些方面有利于将来的应用。”

新闻来源：NPR