分子“手提鉆”利用振動撕裂癌細胞
對實驗室培養的人類黑色素瘤細胞療效達百分之九十九
張夢然
【總編輯圈點】
某些分子受到光刺激會強烈振動，美國萊斯大學科學家發現了利用分子這一性能來摧毀癌細胞的新方法。發表在《自然·化學》上的該項研究顯示，該方法對實驗室培養的人類黑色素瘤細胞的有效性達到99%，并且半數的黑色素瘤模型實驗鼠經治療后不再患癌癥。
萊斯大學化學家詹姆斯·圖爾表示，這是全新一代的分子機器，稱之為分子“手提鉆”。他的實驗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以鉆穿感染性細菌、癌細胞和耐藥真菌的外膜。
與諾貝爾獎獲得者伯納德·費林加的納米級分子馬達鉆頭不同，分子“手提鉆”采用了完全不同的、前所未有的作用機制。它們的機械運動速度比費林加型電機快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”其實是氨基花青分子，是一類用于醫學成像的熒光合成染料。研究發現，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，從而導致癌細胞的細胞膜破裂。
研究還發現，該分子等離子體一側有臂。該臂對等離子體運動雖然沒有貢獻，但它有助于將分子錨定到細胞膜的雙層脂質上。
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整個分子，并實際產生用于實現特定目標的機械作用——撕裂癌細胞的膜。這項研究是在分子尺度上利用機械力治療癌癥的一種創新性方法。
想象下這個“手提鉆”，在光的激發下能夠定向旋轉，這種旋轉運動可以破壞它錨定的雙層脂層及細胞膜，從而實現摧毀癌細胞的目的。而除了對付癌細胞外，它還可以鉆穿微生物的膜，可讓原本無效的藥物進入細胞。這意味著，人們可以讓分子鉆頭作前鋒，在細菌表面打個孔，再讓抗生素穿過細菌的機械屏障進去殺死對手，從而幫助人們克服抗生素耐藥性這個棘手難題。
