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中国科学家研制肿瘤“杀手”纳米“特洛伊木马”

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2018-08-09 22:41 新华社客户端

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新华社北京8月9日电(记者 喻菲)中国科学家像折纸一样,将DNA分子折成比头发丝的四千分之一还细的纳米机器人。当遇到肿瘤它就会像特洛伊木马一样释放出“伏兵”,在肿瘤血管上形成栓塞,从而“饿死”肿瘤。

  这一技术在近期于深圳举行第一届“率先杯”未来技术创新大赛上位列30个优胜项目之一,该大赛旨在提升中国的自主创新能力、加大先进科技成果转化。

  国家纳米科学中心研究员聂广军介绍,癌细胞在体内恶性增殖需要大量的营养供应,但是癌细胞不生产营养物质,只是营养物质的搬运工,而给癌细胞的疯狂增殖供血供氧供能量的是血管。阻断供应肿瘤营养物质的血管,从而“饿死”肿瘤,一直是科学家们努力的方向。

纳米机器人示意图(受访者提供)

  该团队的丁宝全研究员通过精准控制,将一种包含7000多个碱基的噬菌体的DNA单链分子折成长方形板,放上四个“杀手”——凝血酶分子,然后再将其卷起来,接口处安装用核仁素DNA片段做的“锁”,最终形成90纳米长、直径为19纳米的管状机器人。

  聂广军说,纳米机器人被注射进体内后,只有肿瘤才具有能打开“锁”的“钥匙”。“开锁”后,“杀手”凝血酶被释放出来,会召集来血小板、纤维蛋白原,几个小时内在肿瘤血管形成巨大血栓,切断血液供应,从而“饿死”肿瘤。

纳米机器人示意图(受访者提供)

  研究人员已在200多只小鼠身上开展了针对黑色素瘤、乳腺癌、卵巢癌和原发性肺癌的对照实验。例如,在黑色素瘤实验中,8只小鼠中有3只小鼠的肿瘤完全消失,小鼠的整体中位生存期从20.5天延长到45天,同时没有出现转移病灶。其他几种肿瘤实验中,纳米机器人也显示出效果。

  据介绍,近年来中国恶性肿瘤的发病率持续增高,已成为居民健康的头号杀手。介入栓塞治疗是目前临床上中晚期肝癌患者的首选治疗方案,也常用于其他恶性肿瘤的治疗。每年中国仅肝癌介入治疗就有60至80万例。但介入治疗对病人机体伤害较大,病人存在麻醉风险,从事介入治疗的医生存在X射线辐射风险等。因此,寻找新的更为方便、安全、有效的肿瘤血管栓塞剂成为迫切需要。

纳米机器人示意图(受访者提供)

  纳米机器人团队成员史权威说,目前该团队已在实验室完成了对这一想法的验证,但要实现产业化生产与应用,还需要投入大量时间与资金。该团队希望能够吸引到投资,把纳米机器人的制备工艺放大,进一步开展药效和安全性等研究,再申请临床试验。

  “虽然还有很多技术瓶颈需要突破,我们希望最终能将基础研究转化成对肿瘤病人有实实在在帮助的治疗方法。”史权威说。

 
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