细胞接收微环境中的各种信号，经信号传导网络传递到细胞核，从而调节各种生理过程，例如细胞生长、迁移、分裂。细胞信号传导过程必须在时间上和空间上得到严格的调控。信号传导时空调节的异常可以导致癌症等一系列疾病。近年来，光控蛋白成为了研究细胞信号转导时空调控的有力工具。然而，目前大部分的光敏蛋白都由紫外或可见光激活，限制了其在活体中的组织穿透性。近红外光具有组织穿透性高、对细胞光损伤小等优点，是调控信号转导的理想光源。最近，陈兴课题组开发了一项基于碳纳米管的蛋白近红外光激活技术，用以调控转化生长因子-b（TGF-b）信号转导。这一结果于3月16日发表于Nature Nanotechnology (DOI: 10.1038/NNANO.2015.28)

TGF-b信号转导通路在胚胎发育过程中，通过在特定时间和特定位点的激活发挥重要的调节作用。在活体中，TGF-b与LAP蛋白形成SLC复合体抑制其活性，并通过TGF-b的释放激活实现时空调控。陈兴课题组将SLC复合体连接于单壁碳纳米管（SWCNTs）表面，利用碳纳米管吸收近红外光产生局部热效应的特性，实现TGF-b信号转导通路的近红外光控激活（如下图所示）。他们首先在活细胞水平上验证了这一策略，通过近红外激光的照射，成功调控由TGF-b信号转导介导的细胞分化、迁移等。更进一步地，这一方法也被用于小鼠活体中TGF-b信号转导的近红外光控激活。

陈兴课题组博士员工林亮、员工刘玲为该论文共同第一作者。清华大学陈晔光课题组和哈佛大学Timothy Springer课题组参与了合作研究。该工作得到了科技部、国家自然科学基金委和生命科学联合中心的资助。

原文链接：http://www.nature.com/nnano/journal/vaop/ncurrent/full/nnano.2015.28.html