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基因就如同開關(guān)一樣，知道哪些基因開啟，對(duì)于疾病的治療和監(jiān)控至關(guān)重要。美國(guó)加州理工學(xué)院研究人員23日在《自然·通訊》雜志線上版發(fā)表論文稱，他們開發(fā)出一種新方法，使用常見的核磁共振成像（MRI）技術(shù)，即可觀察到體內(nèi)細(xì)胞的基因表達(dá)情況。
在MRI過(guò)程中，體內(nèi)氫原子（大多包含在水分子和脂肪中）被電磁波照射后會(huì)形成共振，隨后釋放信號(hào)，據(jù)此可創(chuàng)建大腦、肌肉和其他組織的圖像。醫(yī)生會(huì)利用該技術(shù)來(lái)觀察人體組織的結(jié)構(gòu)診斷病情，但目前還很少有人用它來(lái)觀察特定細(xì)胞的活動(dòng)情況。
此次，為創(chuàng)建觀察特定細(xì)胞基因表達(dá)的新手段，研究人員將目標(biāo)瞄向了水通道蛋白。這種蛋白在細(xì)胞膜上組成“孔道”，像守門員一樣控制著水分子進(jìn)出細(xì)胞。他們發(fā)現(xiàn)，增加細(xì)胞中水通道蛋白的數(shù)量，通過(guò)彌散加權(quán)MRI，可使這一細(xì)胞在圖像中顯得更加突出。隨后，研究人員將水通道蛋白與他們感興趣的特定基因起來(lái)，得到報(bào)告基因——一種編碼可被檢測(cè)的蛋白質(zhì)基因。這意味著當(dāng)這一特定基因被打開時(shí)，細(xì)胞會(huì)過(guò)度表達(dá)水通道蛋白，彌散加權(quán)成像后，細(xì)胞在圖像中便會(huì)更暗一些。他們利用這一手段成功監(jiān)測(cè)了小鼠大腦腫瘤的基因表達(dá)情況。
研究人員指出，開發(fā)有效的MRI報(bào)告基因是生物醫(yī)學(xué)成像領(lǐng)域的“圣杯”，它會(huì)讓非侵入性觀察細(xì)胞功能成為現(xiàn)實(shí)。以前開發(fā)的MRI報(bào)告基因有著諸多限制，并不適用于所有人體組織。而此次研究表明，水通道蛋白是開發(fā)MRI報(bào)告基因的有效工具。水通道蛋白是人體自然產(chǎn)生的，不會(huì)引起免疫反應(yīng)，其過(guò)度表達(dá)不會(huì)對(duì)細(xì)胞造成負(fù)面影響。在正常條件下，水通道蛋白增多后，進(jìn)出細(xì)胞的水分子的數(shù)量也是一樣的，細(xì)胞的含水量不會(huì)改變。
研究人員表示，目前這一方法雖僅在小鼠實(shí)驗(yàn)中取得成功，但其未來(lái)臨床應(yīng)用的潛力巨大。
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