医生已经发现一种令人兴奋新的非侵入性光治疗法(non-invasive light therapy),可以帮助身体的自我细胞对抗癌症。支持我们自己的身体来对抗疾病,也叫做免疫疗法,是癌症研究最受欢迎和成长中的领域之一。人们厌倦化疗以及想要避免危险的手术,如果这些有助于癌症治疗,让我们正视它。现在,有了这类新的治疗法(免疫治疗)以及这项新的光技术,我们能够增强身体而不伤害身体。

 

德州农工健康科学中心、生物科学与技术研究所、癌症转移研究中心的助理教授Yubin Zhou博士,正在积极地研究光线如何被用来控制我们的免疫系统,以及如何使用它来对抗癌症。

 

Zhou说:"虽然神经科学家已经有好几年一直在使用光来刺激神经,这是第1次这个叫做光遗传学的技术,被用在免疫系统。"

 

光遗传学(来自于希腊文optikós,意思是"被看见的、可看见的"),是一项生物科技,涉及利用光来控制活体细胞,通常是神经元。神经元已经被基因改造成表现出对光敏感的离子通道。-Wikipedia

通常在神经科学,科学家会设计细胞来产生对光敏感的微生物。当曝露在不同频率的光之下,这些微生物会制造蛋白质。这些蛋白质能够告诉我们的神经,传送或停止传送神经脉冲。

 

Zhou说:"神经科学家使用这项技术,已经学习到很多有关于脑回路(brain circuits)的知识。现在,在许多其他领域的研究人员正在尝试使用这项技术。"

 

1光遗传学和免疫系统

 

Zhou和他的研究小组已经发现一个方法来修改这项技术,以便于帮助免疫系统。研究工作是不容易的:不像神经细胞,你的免疫系统细胞不使用已知的电子脉冲来传递讯息。另一个挑战是我们的免疫系统细胞在身体深处并且经常到处走动,让它很难碰到适量的光。

 

2他们必须使用另类思考和团队合作来解决问题

Zhou说:"我们和麻州大学医学院的GangHan博士合作,他从事生物奈米科技和光医学的发展。在一起合作,我们能够结合最先进的光遗传学方法以及尖端奈米科技。"

新的奈米科技被称为光遗传学免疫调节(optogenetic immunomodulation),最近被发表于eLife期刊的一篇论文。

 

Zhou说:"这项研究工作由实验室有潜力的科学家操作:研究生Lian HePeng Tan,以及博士后研究员Guolin Ma博士。他们毫无畏惧地执行这个令人怯步的计画,并且克服所有的挑战障碍,来让这项技术变为实际。"

 

3医生能用光线来指引免疫系统细胞

 

有这项新技术,研究人员能够控免疫系统细胞并且'下令'它们杀死癌症肿瘤细胞。使用能够穿透几公分进入身体的近红外线雷射光束,科学家能够使用奈米粒子来变蓝,并且指引经过设计的免疫细胞,来对抗特定的癌细胞。

 

如同想像一个将军和他的军队正要进入战场,一旦他们从中央司令部接到光讯号,他们联手合作消灭癌细胞。

 

Zhou说:"我们能够无线遥控埋藏在组织深处的免疫细胞行为。"

 

研究人员发现一个方法来修改免疫细胞,以便于它们的钙匝控(gate-controlling)蛋白质会对光敏感。当它们被奈米微粒辐射曝晒成蓝光,它们'打开离子匝道'。一旦光被关掉,匝道就关闭。研究人员能够藉由增加光流,来增加钙流进入细胞。

 

他们持续努力在微调依赖于钙的免疫细胞行为,以便于更能够把肿瘤细胞和入侵的病原体当作目标,否则我们的身体会不去注意,或者被集中于对抗。

 

在动物肿瘤测试进行时,他们能够增强动物的免疫系统反应,来支援身体扑杀癌细胞的能力。

 

Zhou说:"这项技术缩小了肿瘤大小以及转移,因此有很多的应用。"

 

这个方法最大的好处之一,是它只激发一特定种类的免疫系统细胞,T细胞,而且只有在光线在身体照得到的地方。当你做化疗时,免疫系统反应是全身的,是一个痛苦的疗程。有了这项非侵入式光可调技术,他们能够集中免疫反应在注意的地方和周围处。

 

Zhou说:"其他的科学家可能会使用这项技术来帮助他们研究免疫细胞、心脏细胞,以及其他种类细胞使用钙来执行它们的任务。这真是一项非常好的技术。有了这些工具,我们现在不只能够回答过去所不能回答的基础问题,还能把它转移到临床的疾病介入(治疗)

 

Zhou的实验室已经在使用这项技术,来观察特定癌症药物甚至在人身上的成效。

 

Zhou说:"如果成功的话,所有这些努力,藉由个人化的治疗,在所需要的地方和时候,会明显地改善目前的癌症免疫治疗,同时降低副作用。"

 

(图文來自网络,版权属于原創)

 

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