美國和中國科學家最近共同研發出一種新的傳訊核糖核酸(messenger ribonucleic acid, mRNA)即時成像技術，藉由追蹤mRNA在神經幹細胞分化中的表現來瞭解神經生成，並進一步應用在篩選治療神經退化疾病和腦部創傷的藥物。 mRNA是幫助細胞核內遺傳訊息傳遞到細胞質核醣體(ribosomes)上的一種RNA，它是透過轉錄(transcription)由DNA模版合成，並做為製造蛋白質的模版。mRNA的生成一旦中斷，就會產生很多病理上變異，例如胚胎發育終止及細胞死亡。 發展mRNA即時成像技術相當困難，之前的嘗試都以失敗收場。最近，由Shawn Chen領導的國家衛生研究院(NIH)及西安電子科技大學(Xidian University)研究團隊設計出一種含有多重mRNA成像探針的奈米複合物，可以用來蒐集各種mRNA序列的空間和時間訊息。 研究成員之一的Zhe Wang說明，奈米複合物的核心是金奈米微粒，為使其功能化，核外包覆一層以穩定的二硫酚(dithiol)修飾的DNA寡核酸，寡核酸雜交具有回訊功能的螢光基團(fluorophore)加帽序列。連接回訊序列的螢光基團在接上金奈米微粒時不會發出螢光，但接上mRNA時就會活化發光，原因是mRNA比回訊序列對DNA雜交序列的親合度高。這種新技術不需其它人工物就能即時成像mRNA，奈米複合物在細胞質液中也很穩定，不會被內核酸酶(endonuclease)分解，更能快速的偵測mRNA。 運用奈米複合物搭配電腦程式及成像軟體，研究人員觀察到mRNA在神經幹細胞分化過程中的表現。這種分化過程對神經系統的發展和成熟十分重要，因此，新技術可以做為治療神經退化性疾病(如帕金森氏症、阿茲海默症和腦部創傷等)的化學藥物篩選平台。 該團隊正在改良奈米複合物平台以研究小干擾核醣核酸(small interfering RNA, siRNA)或微小核醣核酸(miRNA)調控神經幹細胞分化的情形，以及相對應mRNA表現的成像。該團隊將嘗試優化此系統並應用於各種細胞上，最終希望能創造出一款多功能的奈米複合物，以進行宿主的基礎生物研究和再生醫學的藥物篩選。詳見近期ACS Nano | DOI: 10.1021/nn505047n。 |