当前位置:首页  >  技术文章  >  定位于活神经元的细胞外表层膜,Ausbian胎牛血清助力细胞学研究

定位于活神经元的细胞外表层膜,Ausbian胎牛血清助力细胞学研究

更新时间:2023-08-13  |  点击率:247

细胞学研究经常会添加胎牛血清,为细胞提供合适的营养成分。Ausbian进口胎牛血清,内毒素含量低,多批次平行供应,全程冷链运输。

 

多细胞生物系统显示出高度复杂的结构和组织特性,这对寻求在不引起损伤的情况下,实现细胞特异性生物界面的研究人员提出了挑战。

 

例如,人类大脑包含约860亿个神经元和超过100万亿个突触连接,这些突触连接对神经元之间的交流很重要,但是尽管几十年来人们一直在努力将生物电子设备缩小到纳米级,并扩大制造工艺,但目前,为大脑设计的设备通常一次只能与数百个细胞接口,并且无法实现细胞类型特异性与组织的整合。解决这一问题的另一种方法是,在完整的生物系统中对特定细胞进行遗传编程,以原位构建具有所需形式和功能的人工结构。

 

之前的研究表明,导电聚合物可以通过电化学聚合直接在活组织的细胞上合成,也可以在具有天然氧化环境或氧化酶的生物体和组织中合成。然而,这些方法都无法实现细胞特异性的关键目标。已有的研究显示,科学家们推出了基因靶向化学组装(GTCA)方法,该方法使用细胞特异性遗传信息来引导神经元启动具有各种导电特性的聚合物材料的原位沉积。具体来说,抗坏血酸过氧化物酶Apex2作为催化剂在神经元中表达,并用于引发过氧化氢(H2O2)激活的导电聚合物或绝缘聚合物的氧化聚合。电生理和行为分析证实,功能聚合物的基因靶向组装重塑了膜的特性,而不需要使用转基因动物系,并成功地调节了自由移动动物的细胞类型特异性行为。

 

尽管取得了初步成功,但之前用于概念验证系统的程序显示出一个主要限制:Apex2不是单独针对质膜的细胞外侧,而且大部分Apex2保留在细胞内。开发一种可以有效地将反应中心放置在细胞外空间的工艺,在膜的外侧,对于创造这种生物制造平台的进一步应用至关重要,原因如下。

 

首先,具有完整细胞膜的活细胞通常不会渗透到大的前体或材料中;因此,酶的膜显示不足可能导致生命系统中化学组装的低产量。

 

其次,增加催化反应的酶的数量(利用细胞外空间)可以降低设定反应条件的重要试剂(H2O2)的浓度,从而提高生物相容性。

 

第三,细胞外空间的局部反应可能限制对细胞内天然化学的不利影响;先前的报道表明,某些细胞内聚合反应可能对细胞有毒,并可诱导细胞凋亡。

 

最后,除了膜定位之外,还存在许多其他的方法来推进技术的发展;例如,Apex2没有针对细胞表面的应用程序进行优化。另一种表征良好的过氧化物酶,辣根过氧化物酶(HRP),催化与Apex2相同的反应,具有更快的动力学和更强的抗h2o2诱导的失活能力。

 

近日,一项发表在《Science Advances》上,标题为:“Genetically targeted chemical assembly of polymers specifically localized extracellularly to surface membranes of living neurons"。

 

科学家们提出了下一代GTCA,用于靶向聚合物组装,HRP高度定位于初级神经元的质膜上,细胞内保留最小。通过这种方法在细胞外合成的聚合物在感兴趣的活神经元膜周围形成密集的簇,并且神经元在急性聚合后仍能存活。最后,这种膜定位方法被证明很容易适用于锚定其他蛋白质,从而可以探索多种替代的GTCA策略。