瑞典卡罗林斯卡学院的研究团队开发了一种DNA纳米机器人设备,这种设备携带的“武器”只有在肿瘤微环境中才会激活,经过小鼠实验,肿瘤生长有效减少了70%。

让我们回到1966年,科幻电影《神奇旅程》中,一名苏联科学家逃到美国,因为他的脑血管遭到间谍破坏而危在旦夕。5名美国医生缩小为几百万分之一的“蚁人”,乘坐微缩潜水艇进入人体内进行血管手术。58年后,科幻电影照进现实,癌症治疗迎来新方向。

这项研究的核心突破是创造出了一个“致命开关”。KI的研究小组此前已经开发出了一种结构,能够在细胞表面组织所谓的“死亡受体”,从而导致细胞死亡。这些结构呈现为以六边形模式组装的六种肽。而纳米机器人的头部有一个空腔,其中恰好隐藏着六种以六边形图案排列的细胞毒性配体。

生物学研究 细胞 蛋白质

图源备注:图片由AI生成,图片授权服务商Midjourney

用DNA作为建筑材料建造纳米级结构的艺术就被称为DNA折纸,是Högberg的研究团队多年来一直在研究的课题。DNA折纸技术可以精确控制配体的空间排列,确保死亡受体的最佳聚集,这对于诱导有效的细胞死亡至关重要。

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那么,“致命开关”是如何被激活的呢?关键在于癌细胞周围通常存在的低pH值或酸性微环境。在试管中进行的细胞分析表明,在正常生理条件下,肽武器(毒性配体)仍隐藏在纳米机器人内按兵不动,保持惰性和无害状态。但当pH值降至6.5(癌组织中典型的 pH 值)时,“致命开关”被触发,DNA结构展开,露出细胞毒性配体。

研究团队在携带人类乳腺癌异种移植瘤的小鼠中进行了实验,测试纳米机器人的诊疗效果。注射纳米设备后,结果与注射非活性纳米机器人的小鼠相比,肿瘤生长有效减少了70%。

这项突破也标志着纳米技术将在未来持续蓬勃发展,这些技术可能将引领我们实现雷·库兹韦尔所设想的未来,人类寿命延长至1000年可能不再是梦想。

论文地址:https://www.nature.com/articles/s41565-024-01676-4