神奇的纳米机器人:研究人员使用它来杀死小鼠体内肿瘤

文章作者:bianji3 | 2018-02-16
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   “纳米机器人”是机器人工程学的一种新兴科技,纳米机器人的研制属于“分子纳米技术(Molecular nanotechnology,简称MNT)”的范畴,它根据分子水平的生物学原理为设计原型,设计制造可对纳米空间进行操作的“功能分子器件”。

    纳米机器人的设想,是在纳米尺度上应用生物学原理,发现新现象,研制可编程的分子机器人,也称纳米机器人。合成生物学对细胞信号传导与基因调控网络重新设计,开发“在体”或“湿”的生物计算机或细胞机器人,从而产生了另种方式的纳米机器人技术。

   我们目前对抗恶性肿瘤的方法还远远不够。化疗疗法和放射治疗虽然有时很成功,但也会带来巨大的副作用,主要是因为体内的其他细胞也会受到化学物质的辐射和轰击,尽管主要目标是肿瘤细胞。找到一种方法专门针对肿瘤细胞同时远离健康的细胞,这是许多研究人员正在努力的方向,而近日的一项新研究表明,由DNA构成的纳米机器人可能是一种有效的选择。

  研究小组从一种病毒中提取DNA,并将其转化为一种DNA片段。然后,在单张上装上一种叫做凝血酶的酶(一种可以凝结血液的化学物质),然后把它卷成一根管子里,把凝血酶保存在里面。

  在DNA试管的末端,研究人员将一小段DNA与在肿瘤细胞中发现的分子结合在一起,并引导DNA纳米机器人。

  他们的想法是,一旦纳米机器人被引入到一个有机体中,它们就会四处移动,当那些引导的DNA分子与那些肿瘤相关的分子接触时,它们就会附着在一起。

  然后,DNA管会打开,暴露出体内的凝血酶。凝血酶会凝结供应给肿瘤的血液,有效地切断它的营养供给,并最终杀死它。

  为了测试他们的纳米机器人,研究人员将它们注射到感染人乳腺癌细胞和人卵巢癌细胞的小鼠以及人类黑素瘤和肺癌的小鼠模型中。

  在每种情况下,纳米机器人都延长了小鼠的寿命,减缓或逆转了肿瘤的生长。

  此外,在黑色素瘤模型的情况下,纳米机器人似乎能够阻止黑色素瘤扩散到肝脏,而在肺癌模型中,一旦肿瘤生长减缓,肺部甚至显示出开始自我修复的能力。

  当然,如果纳米机器人本身对人类构成威胁,那么治疗肿瘤的能力就没有意义了。但研究小组发现,这些机器人并没有在肿瘤外凝结血液,也没有在小鼠或猪身上触发任何明显的免疫反应。

  虽然这些纳米机器人还处于实验阶段,还没有在人类身上进行过测试,但它们显示出了治疗癌症的巨大潜力。

  “我们的研究表明,基于DNA的纳米载体已经被证明是一种有效的、安全的癌症治疗方法,”该项目的研究人员在一份声明中说。“我们目前正在与一家生物技术公司合作,将这项革命性技术转化为一种可行的抗肿瘤疗法。”

      纳米机器人,外形仿照大肠杆菌。科学家将在2015年进行临床试验。纳米技术研究领域的科学家积极探索这项技术在其他方面的应用,例如水处理或者环境治理。将来可能会操控数百万个纳米机器人,让它们穿过被污染的水域,寻找和处理污染物而后将它们收集在一起。
       在治疗心脏病时,纳米机器人将穿过一根直径2到3毫米的导管,进入需要治疗的特定部位。这种导管技术也可用于大脑以及其他部位,例如肠道和尿道。进入这些部位的最大难度就是一定要达到极高的精确度。出于这个原因,纳米技术长久以来一直被誉为未来对抗癌症的最理想武器

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