天津大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院常津教授團(tuán)隊(duì)將納米技術(shù)與光遺傳學(xué)技術(shù)結(jié)合，設(shè)計出一種新型納米抗腫瘤光遺傳操控系統(tǒng)。研究人員向生物體表面照射脈沖式近紅外光，光線穿透深層組織，被稀土納米顆粒接收轉(zhuǎn)換為可見藍(lán)光，進(jìn)而激活光感蛋白，最終精準(zhǔn)觸發(fā)腫瘤細(xì)胞凋亡。這一系統(tǒng)的成功研發(fā)，有望提供一種惡性腫瘤治療新方式。該成果相關(guān)論文《近紅外光激活的上轉(zhuǎn)換光遺傳學(xué)納米系統(tǒng)用于腫瘤治療》，近期發(fā)表在納米領(lǐng)域知名期刊《ACS Nano》上。

光遺傳學(xué)技術(shù)是通過光學(xué)控制激活或抑制受體細(xì)胞表達(dá)光敏感蛋白，實(shí)現(xiàn)對細(xì)胞活性乃至生理功能的精準(zhǔn)調(diào)控，為本世紀(jì)最引人關(guān)注的生物技術(shù)之一。然而，長期以來，光遺傳學(xué)技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)臨床轉(zhuǎn)化，主要因?yàn)閼?yīng)用時需要在活體中植入可見光光源才能發(fā)揮作用。而植入光纖、LED燈等可見光源，對生物體損傷較大，且有線設(shè)備的佩戴限制了生物體的活動。常津團(tuán)隊(duì)設(shè)計的這種納米抗腫瘤光遺傳操控系統(tǒng)，巧妙地利用稀土“建造”的納米顆粒作為細(xì)胞中的“能量中轉(zhuǎn)站”，將肉眼不可見但能有效穿透人體組織的近紅外光轉(zhuǎn)換為可見的局部藍(lán)光，代替可見光源發(fā)揮功能，為光遺傳技術(shù)應(yīng)用起到了推動作用。

實(shí)驗(yàn)中，研究者向小鼠腫瘤部位注射了搭載光敏凋亡基因（Fas-Cib1+Cry2-FADD），摻雜造影劑釓（Gd）且負(fù)載熒光染料吲哚菁綠（ICG）的上轉(zhuǎn)換納米顆粒，并對小鼠進(jìn)行了脈沖式近紅外光照射。結(jié)果顯示，照射4周后，小鼠腫瘤體積及重量顯著減小，存活期延長。

“稀土納米顆粒結(jié)合光遺傳學(xué)技術(shù)用于腫瘤靶向可視化治療，具備微創(chuàng)性、深層組織穿透性及強(qiáng)操控性等特點(diǎn)。未來有望通過在顆粒中摻雜不同稀土元素及改造光感功能蛋白，實(shí)現(xiàn)對多重細(xì)胞通路的操控。”常津說。（記者李哲 通訊員趙習(xí)鈞）