麻省理工学院工程师创造可以输送药物或感知炎症的“智能缝合线”

麻省理工学院工程师创造可以输送药物或感知炎症的“智能缝合线”“我们拥有的是一种生物衍生的缝合线，并用水凝胶涂层进行了修饰，该涂层能够成为炎症传感器或用于治疗炎症的单克隆抗体等药物的储存库。值得注意的是，这种涂层还能够保留长时间存活的细胞。”研究人员设想，这些缝合线可以帮助克罗恩病患者在手术切除部分肠道后痊愈。研究人员说，缝合线还可以用于治疗身体其他部位的伤口或手术切口。前麻省理工学院博士后JungSeungLee和HyunjoonKim是该论文的主要作者，该论文最近发表在Matter杂志上。灵感来自羊肠肠线缝合线——由来自牛、绵羊或山羊（但不是猫）的纯化胶原蛋白链制成——形成结实的结，在大约90天内自然溶解。虽然合成可吸收缝合线也可用，但羊肠线仍用于许多类型的手术。Traverso和他的同事们想看看他们是否可以在这种类型的组织衍生缝合线的基础上制造出一种坚韧且可吸收的材料，并具有传感和药物输送等先进功能。这种缝合线可能对克罗恩病患者特别有用，因为过度疤痕或炎症造成的阻塞需要切除部分肠道。此过程需要重新密封一段肠道被移除后留下的两端。如果密封不牢固，可能会导致泄漏，对患者造成危险。为了帮助降低这种风险，麻省理工学院的团队想要设计一种缝合线，它不仅可以将组织固定到位，还可以检测炎症，这是重新密封的肠道没有正常愈合的早期预警信号。研究人员用猪组织制造了新的缝合线，他们使用清洁剂将其“去细胞化”，以减少在宿主组织中诱发炎症的机会。这个过程留下了一种无细胞材料，研究人员称之为“脱肠”，它含有结构蛋白，如胶原蛋白，以及在细胞周围的细胞外基质中发现的其他生物分子。将组织脱水并将其拧成股线后，研究人员评估了它的抗拉强度，并发现它可以与市售的羊肠线缝合线相媲美。他们还发现，与传统肠线相比，脱肠线缝合线对周围组织的免疫反应要少得多。“脱细胞组织凭借其卓越的生物功能已广泛用于再生医学，”Lee说。“我们现在建议使用脱细胞组织进行传感和传递的新平台，这将开辟组织衍生材料的新应用。”智能应用接下来，研究人员着手增强缝合材料的附加功能。为此，他们在缝合线上涂了一层水凝胶。在水凝胶中，它们可以嵌入几种类型的货物——可以感知炎症的微粒、各种药物分子或活细胞。对于传感器应用，研究人员设计了涂有肽的微粒，当组织中存在与炎症相关的称为MMP的酶时，这些肽就会释放出来。这些肽可以使用简单的尿液测试来检测。研究人员还表明，他们可以使用水凝胶涂层携带用于治疗炎症性肠病的药物，包括一种叫做地塞米松的类固醇和一种叫做阿达木单抗的单克隆抗体。这些药物由FDA批准的聚合物（如PLGA和PLA）制成的微粒携带，这些聚合物用于控制药物的释放速率。研究人员说，这种方法还可以用于输送其他种类的药物，例如抗生素或化疗药物。这些智能缝合线还可用于输送干细胞等治疗细胞。为了探索这种可能性，研究人员在缝合线中嵌入了经过改造以表达荧光标记的干细胞，并发现这些细胞在植入小鼠体内后至少可以存活7天。这些细胞还能够产生血管内皮生长因子(VEGF)，这是一种刺激血细胞生长的生长因子。研究人员现在正致力于进一步测试这些可能的应用，并扩大缝合线的制造过程。他们还希望探索在胃肠道以外的身体部位使用缝合线的可能性。“麻省理工学院团队开发的脱细胞肠道缝合线是一个令人兴奋的平台，可用于传感和提供广泛的治疗药物，包括小分子、生物制剂和活细胞。该团队出色地展示了该平台的多功能性，”未参与该研究的莱斯大学生物工程副教授OmidVeiseh说。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1366595.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1366595.htm

一种用于关节炎的药物可模仿"年轻血液"逆转小鼠的衰老

一种用于关节炎的药物可模仿"年轻血液"逆转小鼠的衰老从《硅谷》到《疯狂的麦克斯》，强大的老年人从年轻人身上采血的想法在整个流行文化中出现，但这并不纯属虚构。科学家们通过给老年小鼠输血的方式进行了实验，发现这可以提高认知能力，增加寿命，并延缓疾病。但是输血的好处是短暂的，因此在新的研究中，哥伦比亚大学、剑桥大学和加州大学旧金山分校的研究人员调查了如何使整个血液生产系统恢复活力。该研究的通讯作者EmmanuellePassegué说："一个老化的血液系统，因为它是很多蛋白质、细胞因子和细胞的载体，对机体有很多不良后果。一个70岁的人，如果有一个40岁的血液系统，即使没有更长的寿命，也可以有更长的健康期"。血细胞是由位于骨髓中的干细胞产生的，研究小组首先探索了这些干细胞所处的环境或"生态位"，以及它在小鼠衰老过程中的变化。他们发现，随着时间的推移，"生态位"逐渐恶化，并被炎症所淹没，从而损害了造血干细胞。仔细检查后，科学家们发现了一个特殊的炎症信号，它被称为IL-1B，是损害造血干细胞的关键。由于该信号已经牵涉到其他炎症，如类风湿性关节炎，已经有药物在广泛使用以针对它。研究人员使用一种名为Anakinra的关节炎药物阻断老年小鼠的IL-1B，并发现造血干细胞恢复到年轻、健康的状态。这有助于改善神龛的状态、造血干细胞的功能和血细胞的再生。当药物在小鼠的整个生命过程中被施用时，治疗效果甚至更好，而不仅仅是当它们已经老了。当然，这项研究仍处于早期阶段，动物试验的结果并不总是能够转化为人类。但该团队乐观地认为，临床测试可能会尽早发生，因为这种药物已经在人类中使用。Passegué说："用阻断IL-1B功能的抗炎药物治疗老年患者，应该有助于维持更健康的血液生成。"这项研究发表在《自然-细胞生物学》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1342789.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1342789.htm

日研究人员借助“喷墨系统”为细胞准确送药

日研究人员借助“喷墨系统”为细胞准确送药在这项研究中，研究团队首先用荧光标记了一种名为FHV的细胞穿透肽，将其装入被研究者称为“喷墨系统”的设备中，用喷头向宫颈癌细胞、表皮样癌细胞和乳腺癌细胞喷出这种肽，观察肽向细胞移动的情况。他们观察到，液滴的喷出速度越高，肽通过细胞膜向细胞内移动的效率也越高。此后，研究团队进行了诱导目标癌细胞死亡的实验。他们使用一种名为PAD的肽。这种肽进入细胞内会破坏线粒体的膜，导致细胞死亡。但是这种肽通常情况下向细胞内移动的效率非常低，无法作为抗癌剂使用。研究团队使PAD和FHV两种肽相结合，再通过使用“喷墨系统”，PAD肽就能高效进入癌细胞群，成功诱导癌细胞死亡。来源：¹²投稿：@ZaiHuaBot频道：@TestFlightCN

带电的水凝胶可以帮助治愈脑部损伤

带电的水凝胶可以帮助治愈脑部损伤科学家们调整了水凝胶中交联剂分子的比例，使其具有类似脑组织的硬度，此外他们还在其中创造了微小的孔隙，作为细胞"筑巢"的场所。接下来，该凝胶被浸泡在生长因子血清中，以促进血管的生长，之后通过手术将其植入小鼠大脑的受损区域。三周后，人们发现周围脑组织的免疫细胞和神经细胞已经迁移到植入的水凝胶中，而且血管也开始在其中生长。研究人员随后将神经干细胞注射到凝胶中。40天后，这些细胞中的绝大多数已经存活，其中一些已经分化为神经元和保持神经元的星形细胞。此外，其中一些新的神经细胞已经迁移出水凝胶，并进入周围的脑组织，显示出该材料与大脑的整合程度。移植到水凝胶中64天后的神经干细胞--红框表示血管事实证明，不同步骤的时间间隔是非常重要的。当科学家们尝试同时植入凝胶和添加干细胞时，该程序并不成功。由谷川聪和田中伸弥教授领导的这项研究的论文已发表在《科学报告》杂志上。乔治亚大学(UniversityofGeorgia)的科学家们之前开发了一种自己的"脑胶"水凝胶，他们成功地用它来治疗老鼠的脑损伤。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1346279.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1346279.htm

100%存活：微型药物输送机器人可以治疗危及生命的肺炎病例

100%存活：微型药物输送机器人可以治疗危及生命的肺炎病例这些微型机器人是由海藻细胞构建的，这些细胞的表面有含有抗生素的纳米颗粒。藻类提供了流动性，使微型机器人能够游动并将抗生素直接送到肺部的更多细菌中。构成含抗生素的纳米颗粒的可生物降解的小聚合物球体上涂有中性粒细胞的细胞膜，这是一种白血球的类型。这些细胞膜的独特之处在于，它们吸收并中和由细菌和人体免疫系统产生的炎症分子。因此，微型机器人能够更好地对抗肺部感染，因为它们能够减少有害的炎症。由海藻细胞（绿色）覆盖着可生物降解的聚合物纳米颗粒（棕色）制成的对抗肺炎的微型机器人的彩色SEM图像。这些纳米颗粒含有抗生素，并涂有嗜中性粒细胞膜。加州大学圣地亚哥分校雅各布斯工程学院的纳米工程教授JosephWang和LiangfangZhang合作完成了这个项目。Wang是微纳米机器人领域的领军人物，Zhang更擅长于开发类似于活细胞的纳米粒子以治疗感染和疾病他们一起率先开发了微小的药物输送机器人，可以安全地用于活体动物，治疗胃和血液中的细菌感染。治疗细菌性肺部感染是他们这一行的最新工作。"我们的目标是向身体中更具挑战性的部分，如肺部，进行有针对性的药物输送，希望以一种安全、简便、生物相容性和持久的方式来做这件事。这就是我们在这项工作中所证明的。"该团队使用微型机器人来治疗由铜绿假单胞菌引起的急性和潜在致命形式的肺炎的小鼠。这种形式的肺炎通常影响到在重症监护室接受机械通风的病人。研究人员通过插入气管的管子向小鼠的肺部注射了微型机器人。感染在一周后完全清除了。所有接受微机器人治疗的小鼠都活过了30天，而未接受治疗的小鼠则在3天内死亡。用微机器人治疗也比向血液中静脉注射抗生素更有效。后者需要的抗生素剂量比微机器人使用的剂量高3000倍，以达到相同的效果。作为比较，微机器人的剂量为每只小鼠提供500纳克的抗生素，而静脉注射为每只小鼠提供1.644毫克的抗生素。该团队的方法之所以如此有效，是因为它将药物直接放在它需要去的地方，而不是通过身体的其他部分扩散。这些结果显示了有针对性的药物输送与微藻的活性运动相结合是如何提高疗效的。"通过静脉注射，有时只有非常小部分的抗生素会进入肺部。这就是为什么目前许多抗生素治疗肺炎的效果不尽如人意，导致最严重的病人死亡率非常高，"加州大学圣地亚哥分校医学院和斯卡格斯药学与制药学院教授VictorNizet说，他是这项研究的共同作者，是Wang和Zhang的医生科学家合作者。"根据这些小鼠的数据，我们看到微型机器人有可能提高抗生素的穿透力，以杀死细菌病原体，拯救更多患者的生命。"而且，如果想到把海藻细胞放进你的肺里让你感到胆怯，研究人员说这种方法是安全的。治疗后，身体的免疫细胞会有效地消化海藻，以及任何剩余的纳米颗粒。没有任何有毒物质被留下。这项工作仍处于概念验证阶段。该团队计划做更多的基础研究，以了解微型机器人与免疫系统的确切互动方式。接下来的步骤还包括研究验证微型机器人的治疗方法，并在对更大的动物和最终对人类进行测试之前扩大其规模。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1335233.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1335233.htm

抗衰老药物寻求消除 "僵尸"细胞 但这可能是危险的？

抗衰老药物寻求消除"僵尸"细胞但这可能是危险的？衰老细胞的特点是它们最终停止繁殖，但并不像预期的那样死亡。肺部、重症监护、过敏和睡眠医学副教授、该研究的资深作者TienPeng博士说："衰老细胞可以占据'哨兵'的特权位置，监测组织的损伤，并通过刺激附近的干细胞生长和启动修复作出反应，既能损害又有治愈作用。可以理解的是，科学家最初认为衰老细胞纯粹是有害的。衰老细胞具有老旧、破损细胞的特征，并且没有能力制造新细胞，随着人类年龄的增长而不断积累。它们不是死亡，而是继续生存，喷出混合的炎症物质，形成衰老相关的分泌表型（SASP）。这些变量与阿尔茨海默氏病、关节炎和其他与年龄有关的疾病（如癌症）有关。它们被赋予了一个响亮的名字"僵尸细胞"。使用针对并摧毁"僵尸细胞"的衰老剂，研究人员发现，从动物身上去除衰老细胞可以防止或减少与年龄有关的疾病，并增加动物的寿命。在那之后，研究实验室和制药公司的活动激增，专注于发现和完善这些药物的更有力版本。但是杀死衰老细胞也有危险。首先，目前这项研究表明，衰老细胞也拥有通过激活干细胞修复促进正常愈合的能力。研究表明，衰老剂可能对正常修复产生不利影响，但它们也有可能针对衰老细胞驱动病态干细胞行为的疾病。研究衰老细胞的一个主要挑战是，衰老的生物标志物（如基因p16）往往相当稀少，使其难以检测到细胞。在早期的实验中，研究人员将称为成纤维细胞的细胞提取到培养皿中，让它们生长并产生足够的细胞来进行实验，然后用诱导它们成为衰老的化学物质来强调这些细胞。但是在生物体内，细胞与它们周围的组织相互作用，强烈影响着细胞的基因活动。这意味着隔离在玻璃皿中生长的细胞的特征可能与自然环境中的细胞有很大的不同。为了给他们的研究创造一个更强大的工具，博士后学者NaboraReyesdeBarboza博士及其同事改进了一种常见的技术，将一个相关的p16基因，它在衰老细胞中过度活跃--与绿色荧光蛋白（GFP）融合，作为一种标记，可以在紫外光下显示细胞的位置。通过提高这些衰老细胞中绿色荧光蛋白的数量和稳定性，雷耶斯极大地放大了荧光信号，最终使研究人员能够在活体组织的自然栖息地看到衰老细胞。利用这种高度敏感的工具，研究人员发现，衰老细胞存在于年轻和健康的组织中，其程度比以前想象的要大，而且实际上在出生后不久就开始出现了。科学家还确定了衰老细胞分泌的特定生长因子，以刺激干细胞生长和修复组织。与衰老和组织损伤相关的是发现免疫系统的细胞，如巨噬细胞和单核细胞可以激活衰老细胞，这表明在衰老或受损组织中看到的炎症是衰老细胞活动和再生的一个重要调节因素。在对肺组织的研究中，Peng的团队观察到绿色发光的衰老细胞躺在基底膜上的干细胞旁边，基底膜是防止外来细胞和有害化学物质进入身体的屏障，也允许氧气从肺部的空气中扩散到下层组织。损伤可能发生在这个动态界面，该团队在小肠、结肠和皮肤等其他屏障器官中看到了类似位置的衰老细胞，他们的实验证实，如果用衰老剂杀死衰老细胞，肺部干细胞就无法正常修复屏障表面。加州大学旧金山分校巴卡老龄化研究所主任、实验病理学StuartLindsay捐赠教授LeanneJones博士说，Peng的研究对老龄化研究领域确实意义重大，该领域的目标是帮助个人活得更长久、更健康。她说："这些研究表明，衰老学研究应该集中于识别和精确瞄准有害的衰老细胞，也许是在疾病的最早迹象，同时保留有用的细胞。这些发现强调了开发更好的药物和小分子的必要性，这些药物和小分子将针对牵涉到疾病而不是再生的衰老细胞的特定子集。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1334245.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1334245.htm