美國(guó)化學(xué)會(huì)志報(bào)道我校細(xì)胞表面工程與調(diào)控新進(jìn)展
?細(xì)胞膜是由脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和多糖等分子組成的生物邊界，可保護(hù)細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)不受環(huán)境的影響。通過(guò)細(xì)胞表面工程調(diào)控細(xì)胞間相互作用和細(xì)胞行為，對(duì)細(xì)胞命運(yùn)和疾病治療等方向的生物學(xué)研究具有重要意義。近日，我校錢若燦副教授與伊利諾伊大學(xué)厄巴納-香檳分校陸藝教授合作，在細(xì)胞表面工程與調(diào)控領(lǐng)域取得了突破性進(jìn)展，通過(guò)基于DNAzyme的細(xì)胞表面修飾實(shí)現(xiàn)了可由金屬離子控制的細(xì)胞組裝與解離，相關(guān)成果以“Cell Surface Engineering Using DNAzymes: Metal Ion Mediated Control of Cell-Cell Interactions”為題發(fā)表于美國(guó)化學(xué)會(huì)志（J. Am. Chem. Soc.2021, DOI: 10.1021/jacs.1c00060）。
?通過(guò)細(xì)胞表面修飾誘導(dǎo)細(xì)胞間相互識(shí)別并進(jìn)一步調(diào)控細(xì)胞行為，一直是近年來(lái)生命科學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。通過(guò)基因工程進(jìn)行細(xì)胞表面修飾已經(jīng)得到了廣泛研究，但該方法操作復(fù)雜，且易受到細(xì)胞內(nèi)復(fù)雜環(huán)境的干擾。因此，本工作設(shè)計(jì)了一種基于DNAzyme控制細(xì)胞間相互作用的細(xì)胞表面工程策略，在DNAzyme及其底物的5'端修飾膽固醇分子，并通過(guò)疏水作用自發(fā)插入到活細(xì)胞表面磷脂層中； 3'端采用熒光標(biāo)記，可對(duì)細(xì)胞行為進(jìn)行實(shí)時(shí)熒光成像跟蹤。將DNAzyme及其底物分別修飾在兩組細(xì)胞表面，通過(guò)DNAzyme與底物雜交，可實(shí)現(xiàn)細(xì)胞-細(xì)胞快速組裝。進(jìn)一步，加入特定的金屬離子可切斷底物，誘發(fā)細(xì)胞組裝體的可控解離。為了更精細(xì)地調(diào)控細(xì)胞動(dòng)態(tài)聚集-解離，本工作利用Zn2+和Mg2+特異性DNAzyme鏈和相應(yīng)底物構(gòu)建了DNA雙鏈分子開關(guān)，實(shí)現(xiàn)了包括AND和OR運(yùn)算在內(nèi)的雙離子細(xì)胞解離調(diào)控，通過(guò)雙鏈雜交形成細(xì)胞組裝體，基于Zn2+和Mg2+兩種離子控制運(yùn)算輸出。
?此外，利用建立的DNAzyme策略還可以實(shí)現(xiàn)多細(xì)胞球之間的相互作用，可操控T細(xì)胞球在不同腫瘤細(xì)胞球之間的遷移，為未來(lái)腫瘤治療方面的應(yīng)用開辟了新途徑。
?上述研究工作由我校碩士研究生周澤蕊在錢若燦副教授和陸藝教授指導(dǎo)下完成。論文的共同第一作者為錢若燦副教授和周澤蕊，共同通訊作者為錢若燦副教授和陸藝教授。該工作得到了李大偉教授的建議和幫助，并得到了結(jié)構(gòu)可控先進(jìn)功能材料及其制備教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、費(fèi)林加諾貝爾獎(jiǎng)科學(xué)家聯(lián)合研究中心的支持以及國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家科技重大專項(xiàng)等項(xiàng)目資助。
?原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/jacs.1c00060?
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