磁力刺激的圖解。圖片來源：UCL 的 Yichao Yu 和 Mark Lythgoe

倫敦大學(xué)學(xué)院的科學(xué)家們開發(fā)了一種新技術(shù)，利用微觀磁性粒子遠(yuǎn)程激活腦細(xì)胞；研究人員表示，在大鼠身上的這一發(fā)現(xiàn)可能會導(dǎo)致開發(fā)出一類新的神經(jīng)系統(tǒng)疾病非侵入性療法。

發(fā)表在Advanced Science上的這項名為“磁機(jī)械刺激”的開創(chuàng)性技術(shù)允許用體外的磁性裝置刺激稱為星形膠質(zhì)細(xì)胞的觸敏腦膠質(zhì)細(xì)胞。

相關(guān)推薦： 金相評級標(biāo)準(zhǔn):帶狀組織金相圖譜(0A-5C級)

微觀磁性粒子或微磁體附著在星形膠質(zhì)細(xì)胞上，用作微型機(jī)械開關(guān)，當(dāng)強(qiáng)磁體放置在頭部附近時，可以“打開”細(xì)胞。

合著者 Alexander Gourine 教授（倫敦大學(xué)學(xué)院心血管和代謝神經(jīng)科學(xué)中心）說：“星形膠質(zhì)細(xì)胞是遍布大腦的星形細(xì)胞。它們戰(zhàn)略性地位于腦血管和神經(jīng)細(xì)胞之間。這些細(xì)胞為神經(jīng)元提供必要的代謝和結(jié)構(gòu)支持，調(diào)節(jié)神經(jīng)元回路活動，還可以作為大腦環(huán)境的多功能測量員，調(diào)整以感知潛在代謝不足的情況。

“利用磁場控制大腦星形膠質(zhì)細(xì)胞的能力為研究人員提供了一種新工具來研究這些細(xì)胞在健康和疾病中的功能，這對于未來開發(fā)一些常見神經(jīng)系統(tǒng)疾?。ㄈ绨d癇和中風(fēng)?！?/p>

資深作者 Mark Lythgoe 教授（倫敦大學(xué)學(xué)院高級生物醫(yī)學(xué)成像中心）說：“因為星形膠質(zhì)細(xì)胞對觸摸很敏感，所以用磁性粒子裝飾它們意味著你可以使用磁鐵從體外給細(xì)胞一個微小的刺激，因此，控制它們的功能。這種遠(yuǎn)程控制星形膠質(zhì)細(xì)胞的能力為了解其功能提供了一種新工具，并可能具有治療腦部疾病的潛力?！?/p>

在開發(fā) MMS 的過程中，UCL 的科學(xué)家們著手創(chuàng)造一種與臨床更相關(guān)的腦細(xì)胞控制技術(shù)。這與其他現(xiàn)有研究工具形成鮮明對比，例如光遺傳學(xué)和化學(xué)遺傳學(xué)，后者需要將外來基因插入腦細(xì)胞，通常在病毒的幫助下。這種對基因改造的需求一直是現(xiàn)有方法臨床轉(zhuǎn)化的主要障礙。

首席研究員 Yuichao Yu 博士（倫敦大學(xué)學(xué)院高級生物醫(yī)學(xué)成像中心）說：“我們的新技術(shù)使用磁性粒子和磁體來遠(yuǎn)程和精確地控制腦細(xì)胞活動，重要的是，它無需將任何設(shè)備或外來基因引入大腦。

VMS300A三目連續(xù)變倍體視顯微鏡

“在基于實驗室的研究中，我們用一種抗體包覆了微小的磁性顆粒，使它們能夠與星形膠質(zhì)細(xì)胞特異性結(jié)合。然后通過注射將顆粒輸送到大鼠的目標(biāo)大腦區(qū)域。

“使用微磁體的另一個優(yōu)勢是它們會在 MRI 掃描中亮起，因此我們可以跟蹤它們的位置并瞄準(zhǔn)大腦的非常特殊的部分，從而精確控制大腦功能?！?/p>

Lythgoe 教授因其“對基礎(chǔ)科學(xué)對醫(yī)學(xué)進(jìn)步的貢獻(xiàn)”而獲得了 2021 年皇家醫(yī)學(xué)學(xué)會 Ellison-Cliffe 獎，他補(bǔ)充說：“我們對這項技術(shù)感到非常興奮，因為它具有臨床潛力。與現(xiàn)有方法相比，MMS利用了某些腦細(xì)胞對觸摸的顯著敏感性，因此既不需要基因改造，也不需要植入設(shè)備。與目前使用的需要將電極插入大腦的深部腦刺激技術(shù)相比，這使得 MMS 成為一種有希望的候選者，作為一種侵入性較小的替代療法?！?/p>

類似內(nèi)容推薦

• 腫瘤中只有少數(shù)細(xì)胞可以使癌癥擴(kuò)散到身體的其他部位
• 紅細(xì)胞中的抗衰老蛋白有助于預(yù)防精神衰退、記憶力差和聽力缺陷
• 增強(qiáng)免疫系統(tǒng)自然殺傷細(xì)胞的免疫療法有望對抗黑色素瘤
• 癌癥的飲食療法？氨基酸的消耗決定癌細(xì)胞的走向
• 科學(xué)家在DNA中構(gòu)建生物閥門以控制細(xì)胞信息流
• 饑餓游戲：科學(xué)家揭開大腦中饑餓開關(guān)的秘密
• 科學(xué)家嘗試使用核磁共振波譜 (NMR)構(gòu)建SARS-CoV-2分子的三維結(jié)構(gòu)
• 經(jīng)歷細(xì)胞死亡的細(xì)胞保護(hù)它們的鄰居以維持組織完整性
• Nanopore-Tal技術(shù)實現(xiàn)了細(xì)胞和計算機(jī)對話的能力
• 生命起源：第一批細(xì)胞或利用溫度進(jìn)行分裂
• 科學(xué)家團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)并描述了裂變酵母細(xì)胞獲得管狀形狀的新機(jī)制
• 利用植物細(xì)胞的發(fā)光特性捕捉到令人驚嘆的熒光顯微圖像
• 新成像和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)可讓科學(xué)家能夠觀察細(xì)胞分解葡萄糖
• 研究人員已確定了一種控制細(xì)胞生長和存活的細(xì)胞通訊途徑
• 新發(fā)現(xiàn)表明人類細(xì)胞可以將RNA序列寫入DNA
• 新基因治療方法可用于各種電性心臟病和疾病
• 新算法可以作為分析生物系統(tǒng)模型的更有效方法
• 科學(xué)家發(fā)現(xiàn)神經(jīng)免疫相互作用如何燃燒深層脂肪
• 科學(xué)家首次對人類基因組進(jìn)行了完整測序
• 新篩查工具可識別95%的一期胰腺癌細(xì)胞