分子“手提鉆”利用振動撕裂癌細(xì)胞
對實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的人類黑色素瘤細(xì)胞療效達(dá)百分之九十九
張夢然
【總編輯圈點(diǎn)】
某些分子受到光刺激會強(qiáng)烈振動，美國萊斯大學(xué)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了利用分子這一性能來摧毀癌細(xì)胞的新方法。發(fā)表在《自然·化學(xué)》上的該項(xiàng)研究顯示，該方法對實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的人類黑色素瘤細(xì)胞的有效性達(dá)到99%，并且半數(shù)的黑色素瘤模型實(shí)驗(yàn)鼠經(jīng)治療后不再患癌癥。
萊斯大學(xué)化學(xué)家詹姆斯·圖爾表示，這是全新一代的分子機(jī)器，稱之為分子“手提鉆”。他的實(shí)驗(yàn)室此前曾使用具有光激活的槳狀原子鏈的納米級化合物，該原子鏈不斷沿同一方向旋轉(zhuǎn)以鉆穿感染性細(xì)菌、癌細(xì)胞和耐藥真菌的外膜。
與諾貝爾獎獲得者伯納德·費(fèi)林加的納米級分子馬達(dá)鉆頭不同，分子“手提鉆”采用了完全不同的、前所未有的作用機(jī)制。它們的機(jī)械運(yùn)動速度比費(fèi)林加型電機(jī)快100萬倍以上，并且可以用近紅外光而不是可見光來激活它們。
近紅外光能比可見光更深入地穿透身體，進(jìn)入器官或骨骼而不損傷組織。近紅外光可深入人體10厘米，而用來激活納米鉆的可見光的穿透深度僅為半厘米。
這種“手提鉆”其實(shí)是氨基花青分子，是一類用于醫(yī)學(xué)成像的熒光合成染料。研究發(fā)現(xiàn)，該分子的原子在受到近紅外光刺激時可一致振動，形成等離子體，從而導(dǎo)致癌細(xì)胞的細(xì)胞膜破裂。
研究還發(fā)現(xiàn)，該分子等離子體一側(cè)有臂。該臂對等離子體運(yùn)動雖然沒有貢獻(xiàn)，但它有助于將分子錨定到細(xì)胞膜的雙層脂質(zhì)上。
研究人員表示，這是第一次以這種方式利用等離子激元來激發(fā)整個分子，并實(shí)際產(chǎn)生用于實(shí)現(xiàn)特定目標(biāo)的機(jī)械作用——撕裂癌細(xì)胞的膜。這項(xiàng)研究是在分子尺度上利用機(jī)械力治療癌癥的一種創(chuàng)新性方法。
想象下這個“手提鉆”，在光的激發(fā)下能夠定向旋轉(zhuǎn)，這種旋轉(zhuǎn)運(yùn)動可以破壞它錨定的雙層脂層及細(xì)胞膜，從而實(shí)現(xiàn)摧毀癌細(xì)胞的目的。而除了對付癌細(xì)胞外，它還可以鉆穿微生物的膜，可讓原本無效的藥物進(jìn)入細(xì)胞。這意味著，人們可以讓分子鉆頭作前鋒，在細(xì)菌表面打個孔，再讓抗生素穿過細(xì)菌的機(jī)械屏障進(jìn)去殺死對手，從而幫助人們克服抗生素耐藥性這個棘手難題。
