我院王洪輝副教授課題組近日在細胞調控領域取得重要進展。相關論文 “Near-Infrared Light-Activated DNA-Agonist Nanodevice for Nongenetically and Remotely Controlled Cellular Signaling and Behaviors in Live Animals” （DOI: 10.1021/acs.nanolett.9b00421）發表在國際頂尖學術期刊Nano Letters（影響因子12.08）上。該項研究是2003网站太阳集团與化學化工學院教師在前期工作基礎（Angew. Chem. Int. Ed., 2018, 57, 10226, DOI: 10.1002/anie.201806155，影響因子12.102）上的又一項學科交叉課題的最新成果。

骨骼肌損傷愈合的過程包括肌肉衛星細胞的激活、定向遷移、分裂增殖形成新的肌管細胞，進而發育成肌纖維，在肌肉功能恢複中起關鍵作用。受體酪氨酸激酶(RTK)信号轉導途徑協調細胞增殖，分化和遷移等多種細胞功能。近年來，光遺傳學的發展為精确控制受體介導的細胞行為提供了有強大的工具。然而，大多數基于光響應受體的操控需要對細胞進行遺傳改造，且這些受體僅對紫外線或可見光響應，無法實現穿透厚組織的遠程控制。因此，光遺傳的方法難以在骨骼肌等深層組織修複的過程中實現對特定細胞的精準調控。

為了解決這一難題，王洪輝副教授和聶舟教授的課題組合作開發出一種近紅外光激活DNA激動劑（NIR-DA）納米裝置，成功實現對活體深層組織内的細胞信号、表型和行為的精準調控。上述NIR-DA納米裝置是由基于核酸适配體構建的DNA激動劑與金納米棒(AuNRs)組裝制備而成。在近紅外光作用下，AuNRs的局域表面發生等離子體共振(LSPR)光熱效應，釋放并激活DNA激動劑，再通過引發細胞表面RTK二聚激活細胞下遊信号轉導，從而改變細胞表型，控制細胞的行為。應用上述策略，研究小組實現了近紅外光控制的細胞骨架重塑、細胞極化和定向遷移等行為。最後，該研究應用NIR-DA系統在小鼠體内實現了對RTK信号轉導途徑的光激活，引發骨骼肌組織内的衛星細胞發生遷移、增殖和分化，促進骨骼肌再生。因此，NIR-DA系統為再生醫學治療策略提供了一種可在活體深層組織實現外源調控的多功能平台。

2003网站太阳集团王洪輝副教授和化學化工學院聶舟教授為該研究論文的共同通訊作者，論文主要工作由碩士研究生王苗和賀芳協作完成，論文參與作者還包括加州大學聖地亞哥分校醫學院PradiptaGhosh教授、博士後研究員李浩，以及張景慧和楊思慧等博士研究生。該研究獲得了湖南省重點研發計劃、國家自然科學基金傑出青年基金、面上項目等多個項目的支持。

供稿人：賀芳

文章鍊接：

https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/acs.nanolett.9b00421