科學(xué)探索：吸收毒素的小球

圖片來源：Pixabay
紅細(xì)胞不僅是人體內(nèi)運輸氧氣的媒介，還可以清除血液中的有害物質(zhì)。最近，美國約翰·霍普金斯大學(xué)的科學(xué)家開展了一項全新的研究，希望觀察偽裝成紅細(xì)胞的仿生合成納米顆粒如何更有效地在小鼠身上發(fā)揮同樣的作用。他們發(fā)現(xiàn)，將納米顆粒塑造成非球形有助于提升效果。
此前有研究表明，將合成納米顆粒用真正的紅細(xì)胞的細(xì)胞膜包裹起來，可以讓這些顆粒像清潔海綿一樣發(fā)揮作用。約翰·霍普金斯大學(xué)的生物醫(yī)學(xué)工程師喬丹·格林（Jordan Green）表示：“通過向血液中大量注入這類顆粒，我們制造出了吸收毒素的工具，這可以減小對健康細(xì)胞的危害?！边@是在研究納米顆粒時的一種全新嘗試，而格林是這項研究的通訊作者。相關(guān)論文發(fā)表于《科學(xué)·進(jìn)展》（Science Advances）雜志。


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研究人員首先用一種安全的、廣泛應(yīng)用于治療設(shè)備中的可生物降解聚合物制造球形納米顆粒。然后，他們將顆粒拉伸成扁平的飛盤形和拉長的橄欖球形。最后，他們用從小鼠紅細(xì)胞上剝離的細(xì)胞膜把每種形狀的部分顆粒包裹起來。
研究小組猜想，形狀類似于真正的紅細(xì)胞的飛盤形納米顆粒能夠吸收更多毒素，因為它們的表面積更大。為了測試哪種形狀最有效，研究人員將每種形狀的顆粒分別注射到一批小鼠的體內(nèi)，它們都暴露于致死量的金黃色葡萄球菌毒素中。格林和同事發(fā)現(xiàn)，被細(xì)胞膜包裹的橄欖球狀顆粒在被免疫系統(tǒng)清除之前存活時間最長，幾乎是沒有細(xì)胞膜的顆粒的7倍。接受包膜球形顆粒治療的小鼠，存活時間沒有比未經(jīng)治療的小鼠長很多。但是，有三分之一接受包膜飛盤形顆粒注射的小鼠，和一半接受了橄欖球形顆粒注射的小鼠，在一周后仍然健康地活著。


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格林指出，盡管飛盤形顆粒在形狀上和紅細(xì)胞更相似，但橄欖球形的顆粒效果更好。他說：“這表明還存在圓盤形沒有模仿到的地方，比如紅細(xì)胞在流動時變形的彈性。”他補(bǔ)充說，橄欖球形的顆粒可能更容易在血液中移動。
加利福尼亞大學(xué)舊金山分校的細(xì)胞和分子藥理學(xué)家戴奇·馬林斯（Dyche Mullins，并未參與這項研究）表示，其他研究發(fā)現(xiàn)，非球形的形狀和仿生膜涂層可以分別延長合成顆粒在血液中的壽命，但這項研究證明了這兩種方法還能協(xié)同工作。
撰文：哈里尼·巴拉特（Harini Barath）
翻譯：魯智元
文章來源：環(huán)球科學(xué)


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