中研院研發果凍細胞 有助免疫治療及病毒檢測

這項研究成果於今(108)年3月5日刊登於《自然通訊》(Nature Communications)期刊上,並已申請多國專利。

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「果凍細胞」研究示意圖 (中央社)

(台灣英文新聞/生活組 綜合報導) 中央研究院生物醫學科學研究所助研究員胡哲銘博士與研究團隊,近日舉行記者會發表最新研究「果凍細胞」。

研究團隊發現,在細胞中注入狀似果凍的水凝膠(PEG)後,變成「果凍細胞」,可以在細胞死亡時保存細胞膜上蛋白質、醣類等生物活性。將有助幹細胞研究、免疫治療以及病毒檢測技術研發。

這項研究成果已在今(108)年3月5日刊登於《自然通訊》(Nature Communications)期刊上,並申請多國專利。

根據中研院新聞稿,一般而言,細胞膜的界面複雜且脆弱,當細胞死亡後,細胞骨架網絡的分解,會破壞細胞質與細胞膜中的支撐,進而導致細胞膜破裂和崩解。

過往許多研究若要保留細胞物質活性,必須經過繁瑣的步驟,而且也不盡然能完整保存。

胡哲銘博士4月3日在記者會中,說明「果凍細胞」研究過程。中央社

胡哲銘表示,「此研究突破了細胞骨架網絡會被分解與破壞的先天限制」。研究團隊開發出一種新技術,透過水凝膠化細胞,來保持細胞膜的流動性與細胞膜介面活性,藉此保存細胞膜的生物特性長達30天以上,活性不減且具高度穩定性。

胡哲銘指出,因水凝膠細胞質地類似果凍,也可稱為「果凍細胞」,不僅能保持細胞膜脂類的排列順序和細胞膜蛋白質移動性,也能維持細胞表面受體與病毒抗原之交互作用。

研究團隊實驗以抗原呈現細胞(antigen-presenting cells, APC) 為研究標的,將水凝膠注入抗原呈現細胞,再與T淋巴細胞結合。實驗結果顯示,成為果凍細胞的抗原呈現細胞,能有效促進T淋巴細胞的增生,有助免疫治療和病毒檢測的研發。

果凍細胞的生產過程相對簡易,研究團隊先將活細胞冷凍並解凍,使細胞表面暫時產生細小穿孔,之後將活細胞浸泡於水凝膠製劑中,讓片段水膠可以滲入細胞。接著照射UV燈,進行光活化之化學反應,使其片段合成水凝膠聚合物,取代自然的細胞骨架網絡,維持原本細胞外型。

胡哲銘說,細胞內注入水凝膠是突破性的新技術,通用於生物膜研究和生物醫學上構建人工細胞的細胞固定方法,將來可望應用於各種細胞膜所產生之交互作用引發的生物功能調控。

此研究由「中研院前瞻計畫」支持,共同第一作者為胡哲銘實驗室成員林榮辰、簡禎瑩、林志隆,通訊作者為胡哲銘。研究團隊成員包括姚秉瑜、陳婉宜、劉玉涵、陳睿怡、陳薇雅,與臺灣大學獸醫學系副教授陳慧文及臺大獸醫系學生方紫珣、李諾諾。

文章標題為「Intracellular hydrogelation preserves fluid and functional cell membrane interfaces for biological interactions」。

論文連結: https://www.nature.com/articles/s41467-019-09049-5