碳納米顆粒是一種很有前途的生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用工具，例如將生物活性化合物定向運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞中。一個(gè)研究小組現(xiàn)在已經(jīng)研究了這些粒子是否對(duì)生物體有潛在的危險(xiǎn)，以及一旦它們被結(jié)合在一起，細(xì)胞如何應(yīng)對(duì)它們。
納米粒子小于5納米，納米是百萬分之一毫米，這大致相當(dāng)于大分子的大小。這種微小的顆粒很容易被人體細(xì)胞吸收。此功能有兩個(gè)方面。首先，它使納米顆粒成為良好的載體，用于以有針對(duì)性的方式將附著于其上的多種化合物或物質(zhì)運(yùn)輸?shù)秸；疾〖?xì)胞中。
另一方面，它們也可能造成健康風(fēng)險(xiǎn)，例如與顆粒物質(zhì)有關(guān)。產(chǎn)生顆粒物質(zhì)的方法之一是在燃燒過程中，其中一部分可歸類為納米顆粒。這些極小的顆?？梢钥朔?dú)馄琳喜⒋┩干眢w：肺部的支氣管粘膜不會(huì)過濾掉顆粒。相反，他們進(jìn)入肺泡并從那里進(jìn)入血液。
與化學(xué)系的工作小組一起，來自實(shí)驗(yàn)性凝聚態(tài)物理研究所的HHU研究人員在Thomas Heinzel教授和血液學(xué)，腫瘤學(xué)和臨床免疫學(xué)系工作，他們?cè)赗ainer Haas教授的領(lǐng)導(dǎo)下研究了什么當(dāng)身體細(xì)胞吸收這種納米顆粒時(shí) 研究人員使用石墨烯制成的納米粒子; 這是一種特殊形式的碳，包括六邊形碳環(huán)的二維層。他們將這些添加到稱為CD34 +干細(xì)胞的特殊造血干細(xì)胞中。由于它們?cè)谡麄€(gè)生命周期中分裂的能力，這些細(xì)胞對(duì)破壞性環(huán)境影響特別敏感。
位于杜塞爾多夫的跨學(xué)科研究團(tuán)隊(duì)能夠證明碳納米粒子進(jìn)入細(xì)胞，在那里它們被封裝在稱為溶酶體的特殊細(xì)胞器中。溶酶體作為一種廢物去除單元，用于體內(nèi)異物積聚，通常在酶的幫助下分解。然而，研究人員在實(shí)驗(yàn)期間沒有觀察到任何這樣的過程，持續(xù)了幾天。
當(dāng)比較干細(xì)胞的活性基因(“基因表達(dá)”)添加和不添加納米粒子時(shí)，研究人員發(fā)現(xiàn)，總共20,800個(gè)記錄表達(dá)中只有一個(gè)發(fā)生了變化; 在另外的1,171個(gè)基因表達(dá)中確定了輕微的影響。
Heinzel教授對(duì)此發(fā)現(xiàn)了這樣的觀點(diǎn)：“納米顆粒在溶酶體中的封裝可確保這些顆粒在我們的實(shí)驗(yàn)期間至少安全存放幾天，并且不會(huì)損壞細(xì)胞。這意味著細(xì)胞保持活力，基因表達(dá)沒有任何重大變化。“ 如果要使用納米顆粒將藥物輸送到細(xì)胞中，這種見解很重要。這里使用的實(shí)驗(yàn)框架不允許就任何導(dǎo)致癌癥的細(xì)胞突變的可能性增加做出任何長(zhǎng)期陳述。
該研究是由HHU的數(shù)學(xué)與自然科學(xué)學(xué)院與醫(yī)學(xué)院和杜塞爾多夫大學(xué)醫(yī)院密切合作完成的。杜塞爾多夫腫瘤學(xué)院(由Sebastian Wesselborg教授領(lǐng)導(dǎo))資助了作者Stefan Fasbender的博士獎(jiǎng)學(xué)金。哈斯教授說：“醫(yī)院和大學(xué)毗鄰的距離以及它們?cè)趦?nèi)容方面的緊密聯(lián)系為HHU提供了一個(gè)特別富有成效的轉(zhuǎn)化研究環(huán)境，其中基礎(chǔ)研究的見解和專業(yè)知識(shí)與治療相關(guān)的方面相結(jié)合。”
故事來源：
海因里希海涅大學(xué)杜塞爾多夫分校提供的材料。
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