华裔牛人联手华中科技大，PNAS发布单细胞新技术

　　

生物通报道：休斯顿大学和华中科技大学的研究人员开发了一种新的纳米技术，该技术能够从活细胞中提取分子但不对细胞产生显著影响。这一成果为人们提供了诊断癌症和其他疾病的全新途径。

科学家们利用磁化的碳纳米管从活细胞中提取生物分子，这种纳米材料可以溜进细胞将分子偷偷运出来，对细胞活力没有明显影响。相关论文发表在本周的美国国家科学院院刊PNAS杂志上。

大多数检测细胞内分子的方法，会导致单个细胞死亡，无法持续跟踪细胞中发生的改变。荧光和化学标签虽然能够跟踪活细胞，但这些分子可能对细胞通路产生干扰。

这项研究的通讯作者分别是休斯顿大学的Dong Cai、任志锋（Zhifeng Ren）教授、和朱经武（Ching-Wu Chu）教授。任志锋教授早年毕业于华中科技大学，是超导和纳米领域国际知名的科学家。朱经武教授是著名的物理学家，美国休斯敦大学天普科学讲座教授、物理学系教授及德州超导中心创始主任。其他研究人员还包括华中科技大学的Zhen Yang（第一作者）、休斯顿大学的Xiaoliu Zhang、和华中科技大学的高中洪（Zhonghong Gao）教授等。

朱教授指出，这一新技术可以帮助研究人员从单个细胞中提取基础信息。“现在大多数提取技术需要裂解许多细胞，这样得到的是许多细胞的平均结果，”他说。“单个细胞的情况可能并不一样。”

这项研究的成果可以为癌症药物筛选和致癌机理研究提供帮助，Cai说。此前的细胞提取方法是平均化的，无法体现细胞的多样性和特异性。（延伸阅读：PNAS：华人学者开发单细胞印刷术）

这项工作的基础是2005年任志锋团队在Nature Methods杂志上发表的一篇文章，当时他们用磁化的碳纳米管将分子输入细胞。而现在这项研究更进一步，利用磁性将细胞内的分子提取出来。

这是一个相对比较直接的方法，利用磁化的碳纳米管运输细胞内的分子，然后通过聚碳酸脂滤膜进行收集。这项研究表明，纳米科学和纳米工程技术可以为医疗领域提供很大的帮助。

 

生物通编辑：叶予

生物通推荐原文：

Molecular extraction in single live cells by sneaking in and out magnetic nanomaterials

Extraction of intracellular molecules is crucial to the study of cellular signal pathways. Disruption of the cellular membrane remains the established method to release intracellular contents, which inevitably terminates the time course of biological processes. Also, conventional laboratory extractions mostly use bulky materials that ignore the heterogeneity of each cell. In this work, we developed magnetized carbon nanotubes that can be sneaked into and out of cell bodies under a magnetic force. Using a testing model with overexpression of GFP, the nanotubes successfully transported the intracellular GFP out at the single-cell level. The confined nanoscale invasiveness did not change cell viability or proliferation. This study presents the proof of concept of a previously unidentified real-time and single-cell approach to investigate cellular biology, signal messengers, and therapeutic effects with nanomaterials.