科學家利用「分子振動鑽頭」 成功破壞99%的癌細胞

科學家利用「分子振動鑽頭」 成功破壞99%的癌細胞
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研究團隊以圖示說明,光線驅動分子震動,如何破破癌細胞的細胞膜。(圖/萊斯大學)

科學家發現了一種物理消滅癌細胞的新方法。利用近紅外光刺激氨基花青分子(aminocyanine molecules),使它們同步振動,其振動的威力足以刺破癌細胞的細胞膜,癌細胞也就瓦解了。在實驗室當,這個「分子振動術」對99%的癌細胞都有效。

科學警報(ScienceAlert)報導,氨基花青分子是一種常常用於生物成像的合成染料,它在水中保持穩定,並且非常容易附着在細胞外部,也就容易看到細胞的輪廓。在以前,醫生常以低劑量的染料,用於檢測癌細胞是否出現。

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然而,現在發現氨基花青分子不只可以檢測癌細胞,還可以殺死癌細胞。萊斯大學(Rice University)、德州農工大學(Texas A&M University)、德州大學(University of Texas)的研究團隊表示,他們將先前研發的「光驅動分子馬達」(Light-driven rotary molecular motors)應用到癌症治療上,發現高速振動的合成分子,可以破壞癌症的結構。

光分子馬達是由荷蘭化學家費林加(Ben Feringa)發明的,他利用特定波長的光線,成功引發奈米分子的共振,並在顯微鏡上顯現出來。他因爲這項技術,榮獲 2016 年諾貝爾化學獎,這項技術也被稱「費林加馬達」。

萊斯大學的化學家詹姆斯圖爾(James Tour)說:「「這是全新一代的分子機器,我們稱之爲分子手鑽。經過改進後,它們運動速度比以前的 費林加馬達快了一百萬倍以上,並且現在可以用近紅外線,而不是可見光來驅動。」

改用近紅外線是重要的技術突破,因爲它的波長能夠穿過身體,而不會像可見光那樣直接被擋住。骨骼和器官中的癌症因此有可能得到治療,而無需開刀手術來阻止癌症生長。

在實驗室培養的癌細胞進行的測試中,「分子手鑽」如同癌細胞破壞機,命中率高達 99%。由於效果太好,很快就利用患有黑色素瘤小鼠進行實驗,其中一半的小鼠不再出現癌症復發。

萊斯大學的化學家奧羅斯科(Ciceron Ayala-Orozco)說:「需要強調的是,我們完全瞭解這些分子如何發揮作用。氨基花青分子會親近癌細胞的表面,而且鎖的相當緊,這也就是爲何能對癌細胞染色的原因。當近紅外線引發氨基花青分子的振動時,高速的振動會把癌細胞膜給震碎。研究雖然還處於早期階段,但這些初步發現,使我們覺得非常有希望。」

這是一種利用簡單的生物力學技術的殺癌方法,與藥劑不同,癌細胞很難演化出其他方式來對抗。

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