細胞接收微環境中的各種信号，經信号傳導網絡傳遞到細胞核，從而調節各種生理過程，例如細胞生長、遷移、分裂。細胞信号傳導過程必須在時間上和空間上得到嚴格的調控。信号傳導時空調節的異常可以導緻癌症等一系列疾病。近年來，光控蛋白成為了研究細胞信号轉導時空調控的有力工具。然而，目前大部分的光敏蛋白都由紫外或可見光激活，限制了其在活體中的組織穿透性。近紅外光具有組織穿透性高、對細胞光損傷小等優點，是調控信号轉導的理想光源。最近，陳興課題組開發了一項基于碳納米管的蛋白近紅外光激活技術，用以調控轉化生長因子-b（TGF-b）信号轉導。這一結果于3月16日發表于Nature Nanotechnology (DOI: 10.1038/NNANO.2015.28)

TGF-b信号轉導通路在胚胎發育過程中，通過在特定時間和特定位點的激活發揮重要的調節作用。在活體中，TGF-b與LAP蛋白形成SLC複合體抑制其活性，并通過TGF-b的釋放激活實現時空調控。陳興課題組将SLC複合體連接于單壁碳納米管（SWCNTs）表面，利用碳納米管吸收近紅外光産生局部熱效應的特性，實現TGF-b信号轉導通路的近紅外光控激活（如下圖所示）。他們首先在活細胞水平上驗證了這一策略，通過近紅外激光的照射，成功調控由TGF-b信号轉導介導的細胞分化、遷移等。更進一步地，這一方法也被用于小鼠活體中TGF-b信号轉導的近紅外光控激活。

陳興課題組博士研究生林亮、本科生劉玲為該論文共同第一作者。清華大學陳晔光課題組和哈佛大學Timothy Springer課題組參與了合作研究。該工作得到了科技部、國家自然科學基金委和生命科學聯合中心的資助。

原文鍊接：http://www.nature.com/nnano/journal/vaop/ncurrent/full/nnano.2015.28.html