Salk 科學家已經設計出可以使用超聲波激活的哺乳動物細胞。該團隊使用該方法激活培養(yǎng)皿中的人體細胞和活體小鼠體內的腦細胞，為無創(chuàng)版本的深部腦刺激、起搏器和胰島素泵鋪平了道路。該研究結果于2022 年 2 月 9 日 發(fā)表在《自然通訊》上。
“無線化是幾乎所有事物的未來，”資深作者、索爾克分子神經生物學實驗室副教授 Sreekanth Chalasani 說。“我們已經知道超聲波是安全的，它可以穿過骨骼、肌肉和其他組織，使其成為操縱身體深處細胞的終極工具。”
大約十年前，Chalasani 率先提出使用超聲波刺激特定基因標記細胞群的想法，并創(chuàng)造了“聲遺傳學”一詞來描述它。2015 年，他的團隊表明，在秀麗隱桿線蟲蛔蟲中，一種名為 TRP-4 的蛋白質使細胞對低頻超聲敏感。當研究人員將 TRP-4 添加到通常不具有 TRP-4 的秀麗隱桿線蟲神經元中時，他們可以用一陣超聲波激活這些細胞 - 與醫(yī)學超聲圖中使用的聲波相同。
然而，當研究人員嘗試將 TRP-4 添加到哺乳動物細胞中時，該蛋白質無法使細胞對超聲波產生反應。據報道，一些哺乳動物蛋白質對超聲敏感，但似乎沒有一種適合臨床使用。因此，Chalasani 和他的同事開始尋找一種新的哺乳動物蛋白質，這種蛋白質可以使細胞在 7 MHz 下對超聲波高度敏感，這被認為是最佳和安全的頻率。
“我們的方法與以前的篩選方法不同，因為我們開始以全面的方式尋找超聲敏感通道，”Salk 的前項目科學家、新論文的共同第一作者 Yusuf Tufail 說。
研究人員將數百種不同的蛋白質一次添加到一種常見的人類研究細胞系 (HEK) 中，該細胞系通常對超聲波沒有反應。然后，他們將每個細胞培養(yǎng)物置于一個裝置下，讓他們監(jiān)測超聲刺激后細胞的變化。
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