通过细胞表面工程调控细胞与细胞之间的相互作用和细胞行为对于细胞命运的控制和细胞治疗等生物学研究具有重要意义。本文报道了一种基于DNAzymes的策略，用于识别、控制细胞与细胞之间的相互作用。在DNAzyme的酶链和底物链的5’端连接胆固醇，通过疏水相互作用可以自发的结合到细胞膜表面；同时3’端荧光标记，用于实时监测荧光变化。通过酶链和底物链之间的杂交实现细胞与细胞之间的组装，而金属离子存在时发生切割，进而实现细胞与细胞之间的拆卸（图1a）。为了更精确的控制细胞动态行为，Zn2+和Mg2+特异性核酶的底物链和酶链的结合方式如图1b，建立了DNA双链分子开关，确立双因子拆卸控制，包括AND和OR操作。DNAzyme的酶链和底物链的溶解温度接近60℃，比细胞的培养温度37℃高，因此底物之间维持紧密的键合。然而当金属离子切割后核酶的溶解温度接近20℃，因此可以拆卸底物。作者采用Hela细胞作为概念验证，实现DNAzyme控制的组装和拆卸。

图1文章的设计思路

作者首先证明了Zn2+核酶与Hela细胞之间的组装和拆卸（图2）。通过凝胶电泳证明了核酶的Zn2+特异性切割，然后将chain-1和chain-2分别连接到Hela细胞的两组（图2a），然后将两组细胞按照不同的比例混合（图2b）。在1：1条件下，用激光共聚焦观察细胞在Zn2+切割前后的状态（图2c-e），可以明显观察到细胞的组装和拆分。

图2Zn2+特异性核酶控制细胞之间的相互作用

接着作者设计基于DNAzyme的控制开关，包括AND（图3）和OR（图4）逻辑运算。最后，作者还将细胞与细胞之间的作用扩展到球状体细胞之间的相互作用，如图5所示。并且证明和T细胞球状体与肿瘤细胞分离之后还可以结合另外一个肿瘤细胞。因为杀伤T细胞可以被引导到一个癌变区域杀死癌细胞，当加入拆分促发子后会离开癌细胞到另一个疾病靶点，所以能够实现T细胞球体的迁移，这作为一种新的治疗工具应用于癌症治疗具有巨大的潜力。

图3基于DNAzyme的AND逻辑运算控制开关

图4基于DNAzyme的OR逻辑运算控制开关

图5T细胞球(chain-1修饰)和HeLa肿瘤细胞球(chain-2修饰)之间的Zn2+特异性DNAzyme控制的相互作用

点评：

1.本文巧妙的将DNAzyme与细胞膜联系，实现细胞表面工程的精确修饰，进而完成细胞与细胞之间的控制。

2.由于核酶的序列和结构是不同的，因此细胞与细胞的距离可以通过选择性地切割长或短来调节。

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