每日時訊!科學家開發出能穿透并殺死癌細胞的"納米機械"

由韓國科學技術院（KIST）先進生物分子識別中心的Youngdo Jeong博士領導的研究小組報告了一種新型生化納米機械的開發，該機械能夠穿透細胞膜，并通過在某些細胞環境（如癌細胞）中的折疊和展開的分子運動殺死細胞。他們與蔚山國家科學技術學院（UNIST）能源與化學工程學院的Sang Kyu Kwak教授和化學系的Ja-Hyoung Ryu教授以及Fusion Biotechnology, Inc.的Chaekyu Kim博士團隊進行了合作。

由KIST-UNIST聯合研究小組開發的納米機械，可選擇性地穿透并殺死癌細胞，以及其作用機制。資料來源：韓國科學技術院（KIST）。

該聯合研究小組專注于蛋白質的分層結構，其中大結構的軸和移動單元是分層的。因此，只有特定的部分可以圍繞軸線移動。現有的大多數納米機械被設計成移動部件和大結構的軸線存在于同一層上。因此，這些部件同時進行運動，這使得對特定部分的預期控制變得復雜。

研究人員通過合成并結合直徑為2納米的金納米粒子和可根據周圍環境折疊和展開的分子制造了一個分層的納米機械。這種納米機械由可移動的有機分子和無機納米顆粒組成，發揮大軸結構的作用，并以這樣的方式定義運動和方向，在到達細胞膜后，導致機械性的折疊/解折疊運動，使納米機械直接穿透細胞，破壞細胞器，并誘導細胞凋亡。這種新方法通過機械運動直接殺死癌細胞，而不需要抗癌藥物，與傳遞治療藥物的膠囊型納米載體不同。

隨后，一個閂鎖分子被穿到了納米機械上，以控制機械運動，從而選擇性地殺死癌細胞。螺紋鎖扣分子被設計成只在低pH值環境下釋放。因此，在pH值相對較高（約7.4）的正常細胞中，納米機械的運動受到限制，它們無法穿透細胞。然而，在癌細胞周圍的低pH值環境下（大約6.8），閂鎖分子被解開，誘發機械運動和細胞穿透。

Jeong博士說："開發的納米機械的靈感來自于蛋白質，它們通過根據環境改變其形狀來執行生物功能。我們提出了一種新穎的方法，通過附著在納米機器上的分子的機械運動直接穿透癌細胞以殺死它們，而無需藥物。這可能是克服現有化療副作用的一種新的選擇"。

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