梅隆大学科学家开发出利用核磁共振成像观察活体动物中基因表达的工具
2005.03.21
上海科技网讯(平台编译):据位于卡耐基的梅隆大学报道,其生物系的科学家通过对细胞编程促使细胞生成造影剂,从而得到高分辨率、对组织深处可以成像的图象。将发表在自然 —— 医学(Nature Medicine)杂志4月期上的论文认为,这一结果为刚刚兴起的分子治疗技术的前期研究和实时检测用于病人的治疗基因带来了广阔的应用空间。
梅隆理学院生物系Eric Ahrens介绍说:“在过去的20多年,化学家一直努力试图开发出能增强核磁共振成像(MRI)反差的化合物。采用我们的方法,我们将这一任务交到了分子生物学家手上。运用可现货供应的分子生物工具,我们可以通过遗传指令来改变活细胞MRI的反差。”
据Ahrens介绍,“这种新的成像方法是一种平台技术,可用于多种类型的组织细胞,与目前兴起的分子治疗技术结合起来,在许多临床治疗之前的前期研究中得到广泛应用。”
Ahrens的新方法是运用MRI技术实时监测基因的表达。由于这种方法能不入侵机体而可得到组织深处高分辨率的图象,对动物本身也无多大影响,研究人员也不必从事成本昂贵、费时费力的分析。
为了引发活细胞生产出它们自己的造影剂,Ahrens给于活细胞一种能产生铁蛋白 – 一种以非毒性形式储存铁的蛋白质 —— 的基因,这种金属蛋白能如同一个纳米磁体和有效的MRI“报告员”一样发挥作用。
普通的MRI扫描可检测和分析暴露于磁场和无线电频率脉冲的氢质子在水分子中发出的信号,这种信号然后转换成图象。Ahrens的新MRI报告员能对磁场稍作改变,造成临近的质子发出完全不同的信号,得到的图象的黑色部位则揭示出MRI报告员所存在的位置。
据Ahrens介绍说:“这一技术可用来检测多种组织中基因的表达。人们可将这种MRI报告员与其它任何感兴趣的基因,包括癌症和关节炎等疾病的治疗基因联系起来,从而发现在什么地方,在什么时候这些基因正在表达。”
由于现有的某些MRI方法不能用于有生命的活体,有些不能对体内深处的细胞成像或不能提供高分辨率的图象,造成MRI技术具有很大的局限性。Ahrens与其同事建造了一种基因载体,或者叫媒介,它含有一个扮演MRI报告员功能的基因。他们所使用的载体是人们非常熟悉的、能随时进入细胞但自己并不繁殖、在复制上有缺陷的]腺病毒。他们将带有MRI报告员基因的载体注射到活体小鼠脑内,并在一个多月的时间内定期地观察了MRI报告员基因的表达。研究发现MRI报告员对小鼠脑没有明显的毒性。
以上文章译自:http://www.eurekalert.org/bysubject/biology.php Mar. 21, 2005 “Carnegie Mellon scientists develop tool that uses MRI to visualize gene expression in living animals