超声基因治疗 中国实验动物信息网 2020-09-23 479

　　美国国家科学院院刊上的一篇*新文章发现，超声能量和超声微泡的结合可能是对抗心血管疾病和癌症的一种新工具，匹兹堡大学的研究人员称这种基因疗法为音孔效应疗法。简单地说，超声波引起细胞膜破裂的生物物理机制称为声学霍尔效应。声学控制效果的研究主要与超声微泡振动的物理刺激以及所产生的细胞膜通透性有关。研究表明，由微气泡的振动引起的切应力的阈值约为1 kPa，并且当压力超过该值时，内皮细胞膜的渗透性会增加。切应力阈值显示了振动周期数与从0.5 Hz到2 Hz的超声频率之间的关系以及平方根的倒数。此外，通过实时三维共聚焦显微镜测量，声孔效应过程会导致细胞直接通过上基底细胞膜层的包封来形成膜孔（密封时间 u003c2分钟）。声穿孔效应在细胞融合中也具有巨大潜力，可以使两个相邻的细胞在30-60分钟内融合。

　　UPMC超声分子成像与治疗中心的研究员Brandon Hellfield博士说： “研究人员利用超声波能量和小气泡选择性地刺穿细胞进行药物输送。使用聚焦的超声波束，同时保持健康的组织。准确地将药物输送到病变部位，专注于研究生物物理学在该领域的作用，并通过改进技术来改进这种诊断方法。”

　　当前的基因治疗当研究人员通常使用病毒将基因引入细胞进行培养时，这种方法会引起强大的副作用，例如免疫系统反应。为了解决这个问题，研究人员开发了将基因携带到血管中的微泡，微泡通过聚焦的超声波能量有针对性地释放基因。可以做。

　　匹兹堡大学的研究人员已经开发出了每秒2500万帧的超高速图像相机。这是北美唯一的相机。借助这款摄像机，研究人员可以更好地研究声学大厅的生物物理现象。他们确定了气泡穿过细胞膜后靶向治疗所需的*小局部剪切力。

　　匹兹堡大学医学副教授徐才臣和匹兹堡大学心脏，肺及血管研究所共同开发了相机系统。 “通过超快速成像相机，我们可以看到气泡每秒振动数百万次，并且可以确定由微气泡引起的剪切应力是声孔效应的主要因素。该信息也可以得到。通过化学设计和微气泡制备，可以提前知道打开细胞后的预期效果，从而提高治疗计划的智能性，这也是细胞经历此过程的方式。这也是研究如何反应的起点。”

　　研究人员这些发现被认为可以帮助他们了解声孔效应的原理。帮助专业人员设置适当的参数，例如超声振幅水平和微泡设计，以实现*终的临床应用。

　　“了解声孔效应的生物物理机制非常重要。这将有助于将该方法转变为有效的基因或药物递送工具。基于PNAS研究的研究。 “超声波处理如何影响处理后的细胞功能。研究和开发可*大化治疗效果的策略。”，超声波分子成像和治疗中心主任。 Frodeliza Villanueva教授说。