本院生物醫學科學研究所胡哲銘助研究員與研究團隊的最新研究發現，在細胞中注入狀似果凍的水凝膠（PEG）後變成「果凍細胞」，可以在細胞死亡時保存細胞膜上蛋白質、醣類等生物活性。有助於幹細胞研究、免疫治療以及病毒檢測技術研發。研究成果於今(108)年3月5日刊登於《自然通訊》（Nature Communications）期刊上，並已申請多國專利。

本院生醫所胡哲銘助研究員

一般而言，細胞膜的界面複雜且脆弱，當細胞死亡後，細胞骨架網絡的分解會破壞細胞質與細胞膜中的支撐，進而導致膜破裂和崩解。過往許多研究若要保留細胞物質活性得經過繁瑣的步驟，而且也不盡然能完整保存。胡哲銘表示：「此研究突破了細胞骨架網絡會被分解與破壞的先天限制」。

胡哲銘研究團隊開發出一種新技術，透過水凝膠化細胞來保持細胞膜的流動性與細胞膜介面活性，藉此保存細胞膜的生物特性長達30天以上，活性不減且具高度穩定性。胡哲銘表示，因水凝膠細胞質地類似果凍，也可稱為「果凍細胞」，不僅能保持細胞膜脂類的排列順序和細胞膜蛋白質移動性，也能維持細胞表面受體與病毒抗原之交互作用。

實驗以抗原呈現細胞（antigen-presenting cells, APC）（人體免疫系統無法直接辨識外來抗原／病原體，必須依靠體內的抗原呈現細胞如巨噬細胞、樹突狀細胞、B細胞等將抗原的一部分附著在細胞表面，供T細胞辨識抗原，進行專一性免疫反應／後天免疫反應）為研究標的，研究團隊將水凝膠注入抗原呈現細胞，再與T淋巴細胞結合。實驗結果顯示，成為果凍細胞的抗原呈現細胞，能有效促進T淋巴細胞的增生，有助免疫治療和病毒檢測的研發。

果凍細胞的生產過程相對簡易，研究團隊先將活細胞冷凍並解凍，使細胞表面暫時產生細小穿孔，之後將活細胞浸泡於水凝膠製劑中，讓片段水膠可以滲入細胞。接著照射UV燈，進行光活化之化學反應，使其片段合成水凝膠聚合物，取代自然的細胞骨架網絡，維持原本細胞外型。胡哲銘表示，細胞內注入水凝膠是突破性的新技術，通用於生物膜研究和生物醫學上構建人工細胞的細胞固定方法，將來可望應用於各種細胞膜所產生之交互作用引發的生物功能調控。

此研究由「中研院前瞻計畫」支持，共同第一作者為胡哲銘實驗室成員林榮辰、簡禎瑩、林志隆，通訊作者為胡哲銘。研究團隊成員包括姚秉瑜、陳婉宜、劉玉涵、陳睿怡、陳薇雅，與臺灣大學獸醫學系副教授陳慧文及臺大獸醫系學生方紫珣、李諾諾。

文章標題為「Intracellular hydrogelation preserves fluid and functional cell membrane interfaces for biological interactions」。

論文連結： https://www.nature.com/articles/s41467-019-09049-5

（圖、文／生醫所；照片／資訊處）