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苏州医工所在量子点外排机制研究方面获进展

来源:内蒙古自治区科普之窗 作者: 发布时间:2021-02-26 17:30:15 浏览次数: 【字体:

文章来源苏州生物医学工程技术研究所

量子点是由半导体材料制成,直径在2~20 nm的荧光纳米粒子。随着纳米技术日新月异的发展,越来越多的量子点被开发出来,用于生物成像及药物载体构建等。然而如何提高这些量子点的效果及降低毒性成为当下科研工作者要解决的首要问题。当前,科学家们往往关注于量子点进入细胞的过程,包括胞饮及受体作用等,因其关系到量子点的靶向及积累量。然而目前对量子点外排机制进行的研究极为稀少,且缺乏明确结论。

在当前的蛋白质研究中,ABC转运蛋白(ATP Binding Cassette Transporters)的作用得到了越来越多的重视。该蛋白是一个包含200多种蛋白的超家族,在一系列真核和原核生物中均有表达,其中B、C及G家族成员,即ABCBs(包括Mdr1与Bsep等)、ABCCs(如Mrps)及ABCGs(如Bcrp)参与了外源物的外排。这些蛋白主要分布于肝脏、肾脏以及血脑屏障等器官组织中,可在化学污染物与药物等存在的情况下被诱导表达,通过ATP水解供能,逆浓度将这些外源物及其代谢产物泵到细胞外,从而起到机体保护的作用。

那么,ABC转运蛋白对量子点是否起着同样的外排作用呢?中国科学院苏州生物医学工程技术研究所蛋白质组学中心应用肝肾细胞及合成的CdTe量子点对这个问题进行了研究。研究发现ABC转运蛋白的表达水平在该量子点处理后显著提高,而ABC转运蛋白活性的改变也会显著影响该量子点在细胞中的积累量。从而表明作为一种细胞自我保护的形式,ABC转运蛋白介导了量子点的外排。

该研究的成果可作为量子点开发与应用的重要依据。该结论还可进一步推广用于其他结构量子点、纳米晶及纳米管等材料的细胞外排研究中,从而作为纳米材料开发的重要依据,保证其在生物学实验中更安全有效地应用。

相关成果已发表(Toxicol Appl Pharmacol, 2016, 303:11-20)。

以上工作得到了国家自然科学基金“应用斑马鱼模型研究ABC转运蛋白在多化学污染物抵御中的作用”(No. 21307154)及“863”项目“用于蛋白质相互作用研究的能量转移时间分辨荧光分子标记技术”(No. 2014AA020905)的支持。

CdTe量子点在细胞中的聚集情况:肝细胞系(左),肾细胞系(右)。

终审:甘肃省科协信息中心采编部
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