瑞典卡罗琳斯卡医学院的研究人员开发出一种可以杀小鼠癌细胞的纳米机器人。该机器人的武器隐藏在纳米结构中,只暴露在肿瘤微环境中,不会伤害健康细胞。这项研究发表在《自然纳米技术》杂志上。
卡罗琳斯卡医学院的研究小组此前曾开发出一种结构,可以在细胞表面组织所谓的亡受体,从而导致细胞亡。该结构由六条肽(氨基酸链)组成,呈六边形排列。
“这种六边形肽纳米图案成为一种致命武器,”领导这项研究的卡罗琳斯卡医学院医学生物化学和生物物理系教授 Björn Högberg 解释道。
“如果你把它当做药物使用,它会不分青红皂白地开始杀体内的细胞,这可不是什么好事。为了解决这个问题,我们将这种武器藏在由 DNA 构建的纳米结构中。”
创建“终止开关”
使用 DNA 作为建筑材料构建纳米级结构的艺术被称为 DNA 折纸,这是 Högberg 研究团队多年来一直致力于研究的课题。现在他们利用这项技术创建了一个在适当条件下激活的“终止开关”。
“我们成功地将这种武器隐藏起来,使其只能暴露在实体肿瘤内部和周围的环境中,”他说。“这意味着我们创造了一种可以专门瞄准和杀癌细胞的纳米机器人。”
关键在于低 pH 值,也就是癌细胞周围的酸性微环境,它可以激活纳米机器人的武器。在试管中的细胞分析中,研究人员能够证明肽武器隐藏在纳米结构中,正常 pH 值为 7.4,但当 pH 值降至 6.5 时,它会产生剧烈的细胞杀伤效果。
减少肿瘤生长
随后,他们测试将纳米机器人注射到患有乳腺癌的小鼠体内。与注射了非活性纳米机器人的小鼠相比,肿瘤生长减少了 70% 。
“我们现在需要研究这种方法是否适用于更先进的癌症模型,这些模型更接近真实的人类疾病,”这项研究的第一作者、卡罗琳斯卡医学院医学生物化学和生物物理学系研究员杨王说。“在对人体进行测试之前,我们还需要找出这种方法的副作用。”
研究人员还计划研究是否有可能通过在纳米机器人表面放置专门与某些类型癌症结合的蛋白质或肽,使纳米机器人更具针对性。