洛克菲勒大學和倫斯勒理工學院的研究團隊開發(fā)了一個強大的遠程遙控技術(shù)，他們利用電磁波成功啟動了胰島素生產(chǎn)，降低了糖尿病小鼠的血糖。這一成果發(fā)表在十二月十五日的Nature Medicine雜志上。

研究人員將鐵蛋白與TRPV1通道偶聯(lián)起來，鐵蛋白是儲存鐵的天然顆粒，而TRPV1通道是受熱激活的離子通道。當金屬顆粒暴露在無線電波或磁場里時，它就能打開TRPV1通道，進而激活生產(chǎn)胰島素的基因。這兩個蛋白組成了一個能在活細胞中啟動基因表達的納米機器。

“這種基因表達的無線控制體系，可以用來治療血友病等多種疾病，補充在疾病中缺失的蛋白，”洛克菲勒大學的Jeffrey Friedman教授說。“我們正在探索如何用這種非侵入性技術(shù)來調(diào)節(jié)神經(jīng)回路的活性。”Friedman和倫斯勒理工學院的Jonathan S. Dordick是這項研究的資深研究者。

人們此前曾經(jīng)開發(fā)過其他遠程控制技術(shù)，對活體動物的細胞和基因活性進行調(diào)節(jié)，但這些技術(shù)都存在一定的局限。以光信號為基礎(chǔ)的控制系統(tǒng)需要永久性植入特殊設(shè)備，而且只在皮膚附近有效，依賴藥物的體系起作用又太慢。

這項研究的放射遺傳學系統(tǒng)，主要用低頻無線電波或磁場來加熱或移動鐵蛋白顆粒，促使細胞膜上的TRPV1通道打開。鈣離子從通道流入之后，會啟動一個合成的DNA片段，然后激活下游基因的生產(chǎn)。

“能使用射頻磁場（radiofrequency-driven magnetic field）是遙控基因表達的一大進步，它是非侵入性的而且很容易使用，”Dordick教授說。“這個技術(shù)就像基因治療那樣，你不需要植入任何東西。使用一個給機體特定部分提供磁場的可穿戴設(shè)備，我們就可以對多種疾病進行治療，包括神經(jīng)退行性疾病。從這方面看，這一技術(shù)幾乎是沒有任何限制的。”

這項研究通過開啟TRPV1通道讓鈣離子流入細胞，進而啟動胰島素基因。實際上，TRPV1通道控制的正電離子也能影響神經(jīng)元的活性，Stanley等人希望能夠利用這一點控制神經(jīng)元的開和關(guān)，研究它們在大腦中的作用。