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Nat Commun:中科院上海应物所樊春海研究组发表金纳米粒子活细胞成像和胞内运输研究进展

摘要 : 2017年6月8日,国际学术权威刊物自然出版集团旗下子刊《Nature Communications》杂志上在线发表了中国科学院上海应用物理研究所物理生物学研究室樊春海研究组与加州大学圣地亚哥分校Ratnesh Lal研究组合作的一篇研究论文

2017年6月8日,国际学术权威刊物自然出版集团旗下子刊《Nature Communications》杂志上在线发表了中国科学院上海应用物理研究所物理生物学研究室樊春海研究组与加州大学圣地亚哥分校Ratnesh Lal研究组合作的一篇研究论文,研究发展了一种基于金纳米粒子的荧光-纳米等离子体双模态成像fPlas探针,并对其在胞内运输中的聚集过程及聚集态对其传输动力学的影响开展研究。

胞吞及囊泡运输是细胞信号传导和能量交流的重要生理过程。其中,纳米粒子的胞吞和胞内运输过程研究是设计新型纳米药物载体和纳米诊疗方法的基础。物理生物学研究室的博士研究生刘蒙蒙和副研究员李茜等在研究员樊春海和加州大学教授Lal的指导下,通过发展fPlas探针实现了在单细胞水平半定量研究纳米粒子聚集状态的方法,可以清晰区分活细胞中呈单分散、小聚集体和大聚集体的金纳米粒子,并与暗场显微镜下的绿色、黄色以及亮黄色颗粒信号分别对应。他们进一步通过纳米等离子体成像与荧光成像的联用,实现了活细胞内纳米粒子聚集状态与定位信息同时获取。对金纳米粒子在细胞内通过微管进行运输,并且对在运输过程中发生逐步聚集的过程进行了实时成像,发现其聚集状态对相关囊泡的运动状态有重要影响。这一研究结果揭示了纳米粒子在细胞内的运输与其聚集状态直接相关,为设计新型纳米药物提供了新的思路和靶点。

金纳米粒子活细胞成像和胞内运输

原文链接:

Real-time visualization of clustering and intracellular transport of gold nanoparticles by correlative imaging

原文摘要:

Mechanistic understanding of the endocytosis and intracellular trafficking of nanoparticles is essential for designing smart theranostic carriers. Physico-chemical properties, including size, clustering and surface chemistry of nanoparticles regulate their cellular uptake and transport. Significantly, even single nanoparticles could cluster intracellularly, yet their clustering state and subsequent trafficking are not well understood. Here, we used DNA-decorated gold (fPlas-gold) nanoparticles as a dually emissive fluorescent and plasmonic probe to examine their clustering states and intracellular transport. Evidence from correlative fluorescence and plasmonic imaging shows that endocytosis of fPlas-gold follows multiple pathways. In the early stages of endocytosis, fPlas-gold nanoparticles appear mostly as single particles and they cluster during the vesicular transport and maturation. The speed of encapsulated fPlas-gold transport was critically dependent on the size of clusters but not on the types of organelle such as endosomes and lysosomes. Our results provide key strategies for engineering theranostic nanocarriers for efficient health management.

来源: Nature Communications 浏览次数:0

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