[发明专利]一种用针状纳米材料增加细胞透性的方法

说明书

技术领域

本发明属于生物技术领域，是关于提高细胞透性的方法，更具体地讲，是关于通过搅拌产生的机械力使针状纳米材料在细胞屏障上产生可被细胞自我修复的小孔，增加细胞透性。

背景技术

由细胞膜和细胞壁组成的细胞屏障将细胞与外部环境分隔开来，限制了极性分子、亲水性分子与生物大分子的转运，可逆的增加细胞屏障的透性是使很多在正常情况下难以通过扩散进行跨细胞屏障转运的物质通过细胞屏障进行扩散转运的前提(Mazurkiewicz，US6107095；Hapala，1997，Crit.Rev.Biotechnol.，17，105)。通常用ble(博来霉素)与NAD(烟酰胺腺嘌呤二核苷酸)等在正常情况下无法进行跨细胞屏障转运的物质来评价细胞透性增加的效果(Shimizu，1996，Biol Phardm Bull，19，1279)。

使物质通过细胞屏障的方法对医药开发及生物技术都有重要意义，因此科研工作者在这一领域做了大量研究工作，并开发了许多通过物理或化学处理增加细胞透性的方法(主要是使细胞外物质进入细胞内)。

这些增加细胞透性的方法可分为三类：生物学方法、化学法与物理方法。

生物学方法可以最大限度的保证细胞存活率并对被转移的分子具有严格选择性，但是只能用于有限的物种及有限的分子种类(Hapala，1997，Crit.Rev.Biotechnol.，17，105)；化学法对细胞膜的破坏通常是不可逆的，会导致细胞死亡(Hapala，1997，Crit.Rev.Biotechnol.，17，105)，而温和的化学法如Ca+配合热激(Mandel and Higa，1992，Biotechnology，24，198)效率非常低而且操作复杂；目前研究最多应用最广泛的是物理法，物理方法可用于许多类型的细胞而且一般操作比较简单。通过物理学方法增加细胞透性的方法主要有以下几种(Canham，US 6770480)：

1.显微注射：直接把物质注射到细胞内，这种方法可以有效地控制物质进入细胞的数量并保证很高的成功率，但对操作人员要求很高，每次只能处理一个细胞(Canham，US 6770480；Soreq andSeidman，1992，Methods Enzymol，207，225)。这种方法无法用于小型的细胞(Ando and Anonymous，US 07479388)。

2.激光打孔：利用激光照射使细胞屏障产生损伤，溶液中的物质通过扩散作用进行转运(Ando and Anonymous，US 07479388)。但这种技术除了需要精密的仪器外效率也很低，每次只能作用于一个细胞，即使通过散射也只能作用于10×25mm的范围(Turovets，1993，Biotechniques，15，1022)，而且只能作用于表面的细胞。因此这种技术很少被应用，而是采用更经济的物理手段。

3.基因枪：用高速颗粒突破细胞屏障，将吸附在颗粒上的核酸或其他物质送入细胞(Klein，1987，Nature，327，70)，也可以直接加速被转运物质的颗粒或液滴轰击到细胞内(Mazurkiewicz，US6107095)。基因枪法也可以通过增加细胞屏障的透性使物质可以通过细胞屏障进行扩散转运(Sanford，US 5478744，2570)。这种方法用途广泛可以转运多种类型的物质(Sanford，1993，Methods Enzymol，217，483)，并可以用于E.coli等小型细胞(Smith，1992，Journalof General Microbiology，138，239)。但这类方法需要有精密的仪器来精确的控制颗粒的大小与速度以避免杀死细胞同时有足够的动能突破细胞屏障(Ginaven and Facciotti，US 5457041)，由于直接面对喷射口的细胞才能被颗粒突破细胞屏障因此处理效果不均匀，处理的细胞数量有限。