KCI등재
SCIE
Non-interfacial self-assembly of synthetic protocells
저자
Xiaolin Xu (Research Center for Clinical Medicine, Jinshan Hospital, Fudan University) ; Wencai Guan (Research Center for Clinical Medicine, Jinshan Hospital, Fudan University) ; Xiaolei Yu (The State Key Laboratory of Metal Matrix Composites, School of Materials Science and Engineering, Shanghai Jiao Tong University) ; Guoxiong Xu (Research Center for Clinical Medicine, Jinshan Hospital, Fudan University) ; Chenglong Wang (Research Center for Clinical Medicine, Jinshan Hospital, Fudan University)
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학술지명
권호사항
발행연도
2023
작성언어
English
주제어
등재정보
KCI등재,SCIE
자료형태
학술저널
수록면
1645-1656(12쪽)
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제공처
Background Protocell refers to the basic unit of life and synthetic molecular assembly with cell structure and function. The protocells have great applications in the field of biomedical technology. Simulating the morphology and function of cells is the key to the preparation of protocells. However, some organic solvents used in the preparation process of protocells would damage the function of the bioactive substance. Perfluorocarbon, which has no toxic effect on bioactive substances, is an ideal solvent for protocell preparation. However, perfluorocarbon cannot be emulsified with water because of its inertia.
Methods Spheroids can be formed in nature even without emulsification, since liquid can reshape the morphology of the solid phase through the scouring action, even if there is no stable interface between the two phases. Inspired by the formation of natural spheroids such as pebbles, we developed non-interfacial self-assembly (NISA) of microdroplets as a step toward synthetic protocells, in which the inert perfluorocarbon was utilized to reshape the hydrogel through the scouring action.
Results The synthetic protocells were successfully obtained by using NISA-based protocell techniques, with the morphology very similar to native cells. Then we simulated the cell transcription process in the synthetic protocell and used the protocell as an mRNA carrier to transfect 293T cells. The results showed that protocells delivered mRNAs, and successfully expressed proteins in 293T cells. Further, we used the NISA method to fabricate an artificial cell by extracting and reassembling the membrane, proteins, and genomes of ovarian cancer cells. The results showed that the recombination of tumor cells was successfully achieved with similar morphology as tumor cells. In addition, the synthetic protocell prepared by the NISA method was used to reverse cancer chemoresistance by restoring cellular calcium homeostasis, which verified the application value of the synthetic protocell as a drug carrier.
Conclusion This synthetic protocell fabricated by the NISA method simulates the occurrence and development process of primitive life, which has great potential application value in mRNA vaccine, cancer immunotherapy, and drug delivery.
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