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引文：Gayet, Raphael V. 等人，“创建用于诊断和可编程货物释放的 CRISPR 响应智能材料。”《自然协议》15，9
美国马萨诸塞州剑桥 02139 2 麻省理工学院医学工程与科学研究所，美国马萨诸塞州剑桥 02139 3 麻省理工学院微生物学研究生项目，美国马萨诸塞州剑桥 02139 4 哈佛大学 Wyss 生物启发设计研究所，美国马萨诸塞州波士顿 02115 5 麻省理工学院机械工程系，美国马萨诸塞州剑桥 02139 6 麻省理工学院合成生物学中心，美国马萨诸塞州剑桥 02139 7 麻省理工学院和哈佛大学布罗德研究所，美国马萨诸塞州剑桥 02139 8 哈佛-麻省理工学院健康科学与技术项目，美国马萨诸塞州剑桥 02139 † 这些作者对本文贡献相同 * 通讯作者。电子邮件：jimjc@mit.edu 编辑摘要 该协议描述了 CRISPR 响应智能水凝胶的设计和合成，以及它们在货物（小分子、酶、纳米颗粒和活细胞）的控制释放和诊断应用方面的驱动。 TWEET 一种新的协议描述了 CRISPR 响应水凝胶，用于诊断和货物输送应用中材料的可编程驱动。 封面预告 CRISPR 响应智能材料 最多三篇使用和/或开发该协议的主要研究文章。
恩格列净从海藻酸盐-壳聚糖载体系统中控制释放的药物输送系统
1. 引言 提高药物溶解度、渗透性和生物利用度一直是其商业化面临的主要挑战之一。在这方面，药物输送系统已被开发成一种有前途的方法 [1,2]。随着纳米技术的进步，人们开发出一类新型纳米粒子，它具有多种优点，如提高药物溶解度、减少所需剂量、持续释放药物、靶向输送药物和提高生物利用度 [3,4]。合成 [5] 和天然聚合物 [6,7] 及其组合 [8] 已被用于药物输送。树胶、粘液和多糖等天然聚合物无毒、生物相容性好、价格低廉且广泛可用。在多糖中，海藻酸钠 (SA) 和壳聚糖 (CS) 已被广泛用于输送不同的药物，例如一种新型药物输送系统 [9–14]。SA 是一种可生物降解且生物相容性的天然聚合物，可导致各种药物凝固。 SA 由 (1-4) 连接的-D-甘露糖醛酸 (M) 和-L-古洛糖醛酸 (G) 以各种排列和比例组成。这种生物聚合物可以在二价阳离子（如 Ca 2+ 、Ba 2+ 、Sr 2+ 和 Zn 2+ ）存在下形成水凝胶。此类水凝胶结构可以包封药物，可用于设计 DDS（药物递送系统）[15,16]。多项研究集中于开发用于口服药物控制递送的海藻酸钙 (CA) 珠 [17–19]。CS 是一种线性、生物且无毒的多糖，其中 D-葡萄糖胺和 N-乙酰-D-葡萄糖胺单元通过 β-(1-4) 糖苷键连接。CS 可通过部分破坏几丁质来分离。这种天然多糖已广泛应用于 DDS [20–22]。珠粒中 CA 和 CS 的交联可能对医学和药物研究有用。与组成它们的聚合物相比，这种混合系统可以提供更高的稳定性 [23]。CA 和 CS 纳米载体 (CA-CS NC) 在 DDS 中的应用最近引起了极大关注。例如，Nalini 等人合成了 SA/CS 纳米颗粒 (NP) 用于药物输送，从而提高了治疗效果和疗效 [24]。
磁性纳米粒子：利用交流磁场进行靶向药物释放的优化设计方法
磁性纳米粒子用途广泛，是一种很有前途的创新药物靶向方法，有助于提高疗效。通过应用交流磁场优化磁性纳米粒子将增强细胞毒性药物在目标区域的释放，同时防止对健康组织的影响。本文介绍了一项研究，描述了锰铁氧化物 (MnFe 2 O 4) 磁性纳米粒子的开发，该粒子在直流磁场中使用阿霉素对 T47D 细胞具有治疗作用。它还介绍和剖析了磁性纳米粒子的核心、其应用以及可用于增强药物向局部部位输送的设计方法的细分。此外，它通过数学建模展示了一种综合技术，并讨论了这些独特的药物载体磁性纳米粒子的交流敏感性。
荧光纳米传感器油漆揭示了在单个释放位点从神经元释放的多巴胺释放的异质性
神经递质多巴胺是从称为静脉曲张的离散轴突结构中释放出来的。它的释放在行为中至关重要，并且与普遍的神经精神疾病有关。现有的多巴胺检测方法无法检测和区分离散的多巴胺释放事件与多个静脉曲张。这阻止了对离散静脉曲张种群中多巴胺释放的理解。使用近红外荧光（980 nm）多巴胺纳米传感器“油漆”（andromeda），我们表明动作电位引起的诱发的多巴胺释放是高度异质的，并且还需要分子启动。使用仙女座，我们可以在具有高时间分辨率（15张图像/s）的单个成像场中同时以多巴胺能静脉曲张的形式可视化多巴胺释放。我们发现，多巴胺释放的“热点”是高度异质性的，仅在所有静脉曲张的17％处被检测到。在缺乏Munc13蛋白的神经元中，在电刺激过程中废除了多巴胺释放的神经元，这表明多巴胺释放需要囊泡启动。总而言之，仙女座揭示了多巴胺释放的时空组织。
miR-218-2通过补体成分3-依赖于突触囊泡释放的调节
microRNA-218（miR-218）已与几种认知的神经退行性和神经精神疾病有关。但是，miR-218是否在认知功能中起着直接作用仍然未知。在这里，使用miR -218敲除（KO）小鼠模型和海绵/过表达方法，我们表明miR -218-2但不是mir -218-1可以双向调节小鼠的上下文和空间记忆。此外，miR -218-2缺乏诱发的形态和突触前神经递质在海马中释放，以损害长期增强。结合了RNA测序分析和荧光素酶报告基因测定法，我们确定了补体组合3（C3）作为海马中miR-218的主要靶基因，以调节突触前功能。最后，我们证明了在miR中恢复C3活性-218-2 KO小鼠可以挽救突触和学习缺陷。因此，mir -218-2通过C3在小鼠的认知功能中起着重要作用，这可能是对miR -218相关神经元疾病的有缺陷认知的机制。
在表面安装的金属有机框架上润湿前瞬时热量释放的原位跟踪
在很大程度上是由宿主 - 具型人的互动驱动的，例如H键形成和范德华力等。[4–7]是一种标准的研究实践，可以研究这种瞬态热量释放，以了解MOF的吸附热和动力学行为，并将不同程度的与Adsorbates相互作用的不同程度与环境化。[8-10]然而，由于在相应的传感器设备中探索MOF瞬时热量，由于对周围环境的热量耗散，因此是一个未知的领域。作为多孔材料，纤维素纤维纸（CFP）能够自发地运输水，伴随着湿面较弱的临时温度升高。[11,15]由界面能量差异和在干向沟道跨界区域发生的界面能量差异和电静态吸引力引起的毛细力是关键因素。[11–14]这种毛细管驱动的旋转水含水研究表明，可以通过简单使用温度计来监测吸附和化学相互作用产生的瞬态热量。然而，在CFP润湿前部的温度升高相对较小（<4 K），在转化为电流传感设备的背景下没有选择性。[10,14,15]这主要是由于两个因素：
设计悬挂和释放的通用轭结构...
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