Subcellular-resolution delivery of a cytokine through precisely manipulated nanowires.
Subcellular-resolution delivery of a cytokine through precisely manipulated nanowires.
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DOI：
10.1038/nnano.2010.104
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发表时间：
2010-07
影响因子：
38.3
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中科院分区：
文献类型：
--
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将分子剂量的生物活性化学物质精确递送到许多细胞中预先指定的单个细胞或特定的亚细胞位置，仍然是阻碍我们理解细胞生物学的一个很大程度上未满足的挑战。克服这一点可以实现前所未有的细胞操作和靶向干预。在这里，我们表明，与细胞因子，如肿瘤坏死因子-α（TNFα）共轭的金纳米线，可以运输沿着任何规定的轨迹或方向使用电泳和介电泳力到一个特定的位置与亚细胞分辨率。纳米线长6 μm，直径300 nm，在单个细胞中传递细胞因子并激活经典核因子-kappaB信号。结合计算建模和实验表明，细胞刺激是高度本地化的纳米线附近。这种靶向递送方法对于在单细胞水平上控制信号传导事件具有深远的意义。
Precise delivery of molecular doses of biologically active chemicals to a pre-specified single cell among many, or a specific sub-cellular location, is still a largely unmet challenge hampering our understanding of cell biology. Overcoming this could allow unprecedented levels of cell manipulation and targeted intervention. Here, we show that gold nanowires conjugated with cytokine, such as tumour necrosis factor-alpha (TNFα), can be transported along any prescribed trajectory or orientation using electrophoretic and dielectrophoretic forces to a specific location with subcellular resolution. The nanowire, 6 μm long and 300 nm in diameter, delivered the cytokine and activated canonical nuclear factor-kappaB signaling in a single cell. Combined computational modeling and experimentation indicated that cell stimulation was highly localized to the nanowire vicinity. This targeted delivery method has profound implications for controlling signaling events on the single cell level.
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