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15年前，科學家發(fā)現(xiàn)一種可以阻止特定基因表達的方法，并因此在2006年贏得諾貝爾獎。該發(fā)現(xiàn)就是活細胞內(nèi)的RNA干擾（RNAi）現(xiàn)象，給醫(yī)療科學帶來誘人的希望，不過迄今為止該技術(shù)仍難以得到應用。現(xiàn)在，美國華盛頓大學與埃默里大學的科學家通過使用一種稱為“量子點”的納米技術(shù)成功地解決了這個問題。這項技術(shù)比現(xiàn)有的將基因靜默工具小分子干擾核糖核酸（siRNA）注入細胞的方法有效10倍到20倍以上。該研究成果發(fā)表在近期的《美國化學會志》網(wǎng)絡(luò)版上。
論文作者、華盛頓大學生物工程副教授高虓虎相信，這項技術(shù)將對siRNA傳遞領(lǐng)域產(chǎn)生非常重要的影響。論文的另一作者、埃默里大學生物醫(yī)學工程系教授聶書明也表示，這項研究幫助克服了siRNA領(lǐng)域長期存在的障礙：如何在低毒性條件下實現(xiàn)高效靜默。
這項新近實驗所使用的量子點為一個直徑僅6納米，由半導體材料制成的熒光球。量子點的獨特光學特性使得這些熒光球發(fā)出不同顏色的光。而量子點是為細胞成像、太陽能電池與發(fā)光二極管而研發(fā)的。
每個量子點都被攜帶一個正電荷的質(zhì)子海綿所包圍。如果沒有附加任何量子點，siRNA的負電荷會阻止siRNA復合體穿透細胞壁。有了量子點的依附，電荷更加微弱的siRNA復合體就會穿越細胞壁，從核內(nèi)體逃離并積聚在細胞液中，在此siRNA復合體就能從事擾斷蛋白質(zhì)制造的工作。這種新方法的關(guān)鍵是：研究人員可調(diào)整量子點的質(zhì)子海綿外層的化學成分，從而能精確控制這些量子點依附在siRNA上的緊密程度。
在停止基因活性方面，量子點技術(shù)明顯優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)。在實驗中，當siRNA以量子點傳遞時，試驗蛋白在細胞內(nèi)的生產(chǎn)量下降至2％。相比之下，當siRNA以3種商業(yè)試劑或目前在實驗室普遍使用的引起反應的物質(zhì)中的其中一種傳遞時，試驗蛋白的生產(chǎn)量仍處于正常水平的13％至51％。
這項發(fā)現(xiàn)的核心是，熒光量子點將允許科學家觀察到siRNA的活動。先前的siRNA追蹤劑所發(fā)出的光無法持續(xù)超過1分鐘，而使用這種專為成像開發(fā)的量子點時，所發(fā)出的光每次可持續(xù)1小時。在實驗中，研究人員對這個過程持續(xù)觀察了數(shù)小時，以追蹤基因靜默劑的路徑。
對細胞而言，這種新方法比現(xiàn)有化學物質(zhì)的毒性要少5倍至10倍，這表明量子點依附傷害細胞的可能性較小。理想的傳遞工具將完全不會對細胞造成影響，而唯一的生物學挑戰(zhàn)將會是siRNA阻止細胞生成不需要的蛋白。
量子點比先前的技術(shù)更加有效的確切原因目前依然是個謎團。但研究人員相信，此種改善應是核內(nèi)體脫離及量子點從siRNA分離的能力所致
