在上轉(zhuǎn)換基質(zhì)中，近紅外光可影響粘附肽的活性，并調(diào)節(jié)間充質(zhì)干細(xì)胞的粘附和多分化

華南師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院的黎錦明教授課題組在期刊《NANO LETTERS》（IF：11.189）發(fā)表了一項(xiàng)重要研究成果，開(kāi)發(fā)了一種控制細(xì)胞粘附和多分化的新方法，將來(lái)有望應(yīng)用于光再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。

之前的研究認(rèn)為細(xì)胞的粘附和分化可以通過(guò)材料來(lái)控制，但是在體內(nèi)的時(shí)空精度較低。黎錦明教授課題組開(kāi)發(fā)了一種上轉(zhuǎn)換納米顆粒（UCNP）底物，通過(guò)近紅外（NIR）光調(diào)節(jié)間充質(zhì)干細(xì)胞（MSCs）的細(xì)胞粘附和多分化。研究人員將細(xì)胞粘附肽Arg-Gly-Asp（RGD）偶聯(lián)在UCNPs表面，并將光裂解4-（羥甲基）-3-硝基苯甲酸（ONA）與RGD連接。然后，將光活化的UCNPs與覆蓋玻璃連接形成UCNp底物。在NIR下，UCNPs上轉(zhuǎn)換形成的紫外線會(huì)觸發(fā)ONA的釋放，暴露RGD并動(dòng)態(tài)改變細(xì)胞基質(zhì)的相互作用，促進(jìn)細(xì)胞的粘附和擴(kuò)散。此外，在UCNP底物上培養(yǎng)的間充質(zhì)干細(xì)胞在體內(nèi)外可通過(guò)不同強(qiáng)度的NIR照射，特異性誘導(dǎo)脂肪細(xì)胞或成骨細(xì)胞多分化。

圖1. 期刊《NANO LETTERS》（IF：11.189）

圖2. NIR通過(guò)光激活RGD控制粘附肽調(diào)節(jié)UCNP底物的細(xì)胞粘附和多分化的實(shí)驗(yàn)原理

圖3. 活體成像結(jié)果：不同功率的NIR（0/0.5/1/2 W/cm2）可以調(diào)節(jié)UCNP底物中ONA-FITC的釋放

圖4. 在不同的NIR功率(0/0.5/1/2 W/cm2)/不同的照射時(shí)間(5/30/30/60 min)下，NIR控制UCNP底物上粘附RGD肽的激活來(lái)調(diào)節(jié)細(xì)胞粘附

圖5. 上海勤翔的小動(dòng)物活體成像系統(tǒng)應(yīng)用于活體實(shí)驗(yàn)

應(yīng)用儀器

IVScope8000 系列小動(dòng)物活體成像系統(tǒng)

論文鏈接

https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.1c04534

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