如何更密切地監察癌細胞或抗藥惡菌對藥物的反應,一直是醫學界重大挑戰。香港大學化學系專家近日取得重大突破,成功研發出監測細胞蛋白反應的新技術,利用化學小分子形成「螢光探針」,能快速穿透進入細胞,並黏住想要監控的細胞蛋白,原理類似在動物身上植入短暫追蹤晶片,日後可望應用於分析癌細胞對標靶藥物的反應、細菌抗藥性甚至改良農作物生產等。新螢光探針的體積只及現有技術的百分之一,穿透細胞膜的效率高,且成本更低。

黎佑芷(左)與港大化學系博士研究生張苑茵同參與研發監測細胞活動的技術。

孫紅哲領導港大化學系團隊成功研發全新螢光探針技術。

香港大學化學系教授孫紅哲領導的跨學科團隊,過去三年利用細胞實驗研發該項新技術,嘗試監測已被標籤鎖定的蛋白分子活動。螢光探針其實是化學小分子,可滲入細胞膜,「黐住」細胞內的標籤蛋白,令蛋白在顯微鏡下呈現藍色螢光,猶如「細胞活動探測器」。

孫紅哲解釋,一般螢光探針的體積較大,較難穿透細胞膜,可能要一個小時才能進入細胞,亦有可能干擾細胞內的蛋白功能,故現行技術未能於活體細胞內追蹤蛋白反應。新螢光探針的體積是一般探針的百分之一,微小至以納米為單位,二、三分鐘已能進入細胞,且生產成本只是現行技術的四分之一,令細胞蛋白監測變得更簡單、快速及便宜。

無毒性可自然排出體外

港大化學系博士後研究員黎佑芷補充,團隊曾用子宮頸癌及肝癌細胞、腎臟細胞及神經細胞等進行實驗,包括先於腎細胞注入藥物,再以螢光探針觀察藥物於細胞內的分布情況。螢光探針幾乎對細胞無毒性,料可透過細胞新陳代謝而排出體外。

孫紅哲指出,新螢光探針不影響細胞本身活動,日後有望應用於追蹤病菌在感染過程中的蛋白活動變化,偵測藥物療效,例如分析標靶藥對癌細胞的效用、細菌抗藥性等,亦可能有助於改良農產品生產。團隊將進一步研究不同顏色的螢光探針,希望可同步監測多種不同蛋白的反應,稍後亦會開展動物實驗。

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