剑桥大学 研究人员开发了一种人体细胞“芯片膜”，可以连续监测药物和感染因子如何与我们的细胞相互作用，并可能很快用于测试新冠肺炎的潜在候选药物
学分:苏珊·丹尼尔/康奈尔大学 研究人员开发了一种人体细胞“芯片膜”，可以连续监测药物和感染因子如何与我们的细胞相互作用，并可能很快用于测试新冠肺炎的潜在候选药物
来自剑桥大学、康奈尔大学和斯坦福大学的研究人员表示，他们的设备可以模仿任何细胞类型——细菌、人类，甚至植物坚硬的细胞壁
他们的研究最近转向新冠肺炎是如何攻击人类细胞膜的，更重要的是，它是如何被阻断的
该装置在芯片上形成，同时保持细胞膜的方向和功能，并已成功用于监测离子通道的活性，离子通道是人类细胞中的一类蛋白质，是超过60%的批准药物的目标
该结果发表在朗缪尔和ACS Nano最近的两篇论文中
细胞膜在生物信号传递中起着核心作用，控制着从疼痛缓解到病毒感染的一切，充当着细胞和外界之间的看门人
该团队开始制造一种传感器，它可以保留细胞膜的所有关键方面——结构、流动性和对离子运动的控制——而不需要耗时的步骤来维持细胞的存活
该设备使用电子芯片来测量从细胞中提取的覆盖膜的任何变化，使科学家能够安全轻松地理解细胞如何与外部世界相互作用
该装置将细胞膜与导电聚合物电极和晶体管集成在一起
为了生产芯片上的膜，康奈尔大学的团队首先优化了从活细胞生产膜的过程，然后与剑桥大学的团队合作，以保留其所有功能的方式将它们引入聚合物电极
水合导电聚合物为细胞膜提供了更“自然”的环境，并允许对膜功能进行强有力的监测
斯坦福团队优化了聚合物电极，用于监测膜的变化
该设备不再依赖于活细胞，活细胞通常在技术上具有挑战性，需要特别注意，测量可以持续很长一段时间
“因为膜是由人类细胞产生的，这就像对细胞表面进行活组织检查——我们拥有所有可能存在的物质，包括蛋白质和脂质，但没有使用活细胞的挑战，”博士说
苏珊·丹尼尔，康奈尔大学化学和生物分子工程副教授，朗缪尔论文的高级作者
“这种类型的筛选通常由制药行业用活细胞来完成，但我们的设备提供了一个更简单的替代方案，”Dr
剑桥大学化学工程和生物技术系的瑞恩·欧文斯是美国化学学会纳米论文的资深作者
“这种方法与高通量筛选兼容，将减少进入R&D管道的假阳性数量
" “这种装置可以小到一个人体细胞的大小，并且很容易制成阵列，这使得我们可以同时进行多种测量，”Dr
安娜-玛丽亚·帕帕也来自剑桥，是两篇论文的共同第一作者
迄今为止，这项由美国国防研究计划局(DARPA)资助的研究目的是展示流感等病毒如何与细胞相互作用
现在，国防高级研究计划局已经提供了额外的资金来测试该设备在以安全有效的方式筛选新冠肺炎潜在候选药物方面的有效性
考虑到研究非典冠状病毒(导致新冠肺炎的病毒)的研究人员所面临的巨大风险，该项目的科学家们将致力于制造病毒膜并将其与芯片融合
病毒膜与SARS-CoV-2膜相同，但不含病毒核酸
通过这种方式，可以鉴定出新的药物或抗体来中和用于进入宿主细胞的病毒尖峰
这项工作预计将于8月1日开始
“有了这个装置，我们就不会暴露在抗击非典的危险工作环境中
该设备将加速候选药物的筛选，并为关于这种病毒如何工作的问题提供答案
刘汉元，康奈尔大学研究员，两篇论文的共同第一作者
未来的工作将集中在扩大斯坦福设备的生产规模和自动化膜与芯片的集成上，利用斯坦福·皮·胡安·圣地亚哥的流体学专业知识，他将于8月加入该团队
“这个项目融合了来自英国、加州和纽约实验室的想法和概念，展示了一种在所有三个地点都能重复工作的设备
斯坦福大学的首席教授阿尔贝托·萨莱奥说:“这是一个很好的例子，说明了将生物学和材料科学结合起来解决全球问题的力量。”
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