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Nature:纳米海绵伪装成红细胞吸取血液中有毒物质

日期:2013-07-30 00:00:00

近日,"自然•纳米技术"杂志文章先容了一种全新的纳米海绵(nanosponge),它可以伪装成红细胞,这种伪装成红细胞的纳米海绵,可吸取血液中的多种有毒物质,包括炭疽病毒、蛇毒等。

这种海绵的作用机制与超级病菌、大肠杆菌等对人体造成诸多伤害的机制是相同的。

这种纳米粒子被称为纳米海绵,它可以像一个诱饵一样,诱惑致命化学物,一旦它们上钩,纳米海绵便会使其丧失活性。在老鼠实验中,当向小鼠注射耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(Methicillin-resistant Staphylococcus aureus,简称MRSA)到达致死剂量时,在纳米海绵的保护下,老鼠依旧存活。

接下来是人体试验。这项技术的研究者、加利福尼亚大学圣迭哥分校的生物工程师胡哲明(Che-Ming Hu)称,如果实验效果显著,这个红细胞的小模仿者“将会广泛应用,用于治疗许多不同的毒物”。

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胡哲明对生活科学网站(LiveScience)称,“细菌和毒物破坏机体的主要方法是在细胞表面造出小孔,然后侵入细胞,扰乱细胞内的化学平衡,最终导致细胞破裂”。

到目前为止,研究人员还没有根据毒物的易诱惑性研制出通用疗法。

不过,研究人员利用人类正常新陈代谢中产生的乳酸副产品制造了一种球形核。他们用红细胞外膜包裹这个核。(他们是利用细胞内颗粒物液浓度不同导致细胞破裂,然后收集细胞外膜。)

胡哲明说,核和红细胞外膜整合在一起才构成一个小纳米海绵,它的直径是85纳米,是人体头发的100分之一。

细胞培养中,伪装成红细胞的海绵像是一个诱饵诱惑着MRSA、链球菌(Streptococcus ,可导致脓毒性咽喉炎)、蜂毒依附其表面并用惯用伎俩——刺穿细胞注射毒素。

胡哲明对生活科学网站说“当这些毒物到达纳米海绵,它们会全神贯注地破坏 ‘细胞’结构,而那时机体会将整个微粒,包括毒物和纳米海绵一同消化掉。”

接下来,该研究团队向18只小鼠注射MRSA 致死剂量,其中一半的小鼠注射了一定剂量的纳米海绵。

结果控制组的老鼠全部死亡,而接受治疗的除了一只以外,其余都存活下来。

广泛的治疗

许多细菌都采用“造孔策略”侵入细胞,所以当医生实在不知道是什么导致患者病症时,可以将纳米海绵作为通用疗法。

胡哲明称,“这种纳米海绵体型微小,也就是说它只需很少血液,就可以达到高效伪装。同样,体型微小的它们可以在血管中自由循环,诱惑大量毒物,尽管有一定影响但仍可以被安全降解”。

接下来,研究人员将研究,这种方法是否适用于人类及其他毒物,如蝎毒、炭疽病毒等。

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