具有高存活率特徵將可搭載藥物輸送人體半機械人細胞癌症治療新希望

THE MERIT TIMES

編譯／韋士塔 2023-03-18

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半機械人細胞無法分裂及生長，但可應用於醫學領域。圖／網路

生物醫學工程師創造「半機械人細胞」。圖／網路

半機械人細胞，具有活細胞的許多功能。圖／網路

編譯／韋士塔

戴維斯加州大學（UC Davis）的研究團隊運用複雜的化學過程，在實驗室研發出具有多種功能的合成「半機械人」（cyborg）細胞。這種合成細胞具有活細胞的多項特徵，但無法自行分裂、生長。研究人員指出，半機械人細胞的應用潛力相當龐大，未來可用於治療癌症等醫學領域，也可透過特定的化學程序，清除環境汙染物。

研究團隊的生物醫學工程師唐啟明（Cheemeng Tan，音譯）表示，半機械人細胞不會分裂，僅保留基本的細胞活動，但可加以編程，操控這些細胞執行各種命令。

細胞工程也稱為細胞操作技術。包括細胞融合、細胞器移植、染色體工程及組織培養。透過細胞融合技術，目前細胞工程的主要方法有2種，其一是對現有細胞進行基因改造以賦予它們新功能，這種方式較靈活，改造後的細胞也能夠自行繁殖。另外一種方式是使用生物分子及合成膜（synthetic membrane），培育新的合成細胞，這種細胞不能複製。

戴維斯加大的研究團隊，則開發出新的半機械人細胞生成方式；研究人員以細菌細胞為基礎，並從人造聚合物中添加元素。一進入細胞後，利用紫外線照射，讓聚合物形成水凝膠基質。這種細胞可以繼續發揮生物功能，保留基本的細胞活動。

研究團隊在發表於《先進科學》（Advanced Science）期刊的報告指出，這些半機械人細胞有如科幻影片的生化人，能抵抗足以殺死正常細胞的高酸鹼值及抗生素，在自然細胞無法生存的環境存活，「半機械人細胞保留基本功能，包括細胞代謝、運動、蛋白質合成以及遺傳迴路的相容性」。

研究人員以組織樣本進行的實驗顯示，這種新開發的細胞能夠侵入癌細胞；這種能力突顯細胞工程在疾病治療領域的潛力；未來，這種細胞可以用來搭載藥物，並輸送到人體的特定部位，藉此消滅惡性腫瘤或細菌。

UC Davis的研究小組，正在嘗試進一步研究如何培養、控制半機械人細胞，以及不同材料對合成細胞的影響。此外，研究人員也持續探索半機械人細胞在更廣泛領域的應用，除了疾病治療，他們也希望這種細胞能輔助醫師診斷各種疾病，另外則是用來應對環境汙染。

唐啟明坦言，與其他新創研究一樣，半機械人細胞的研究才剛起步，距離具體成果及廣泛運用還有很長一段路要走。

目前研究團隊仍在釐清為何半機械人細胞無法自行複製，初步推測可能是水凝膠基質抑制細胞生長或DNA複製，阻止了細胞分裂。

研究團隊將嘗試使用不同的材料製造這些細胞，並發掘更多用途，但最關鍵的是，目前結果已證明合成細胞的無限可能性，有可能創造出「準生命」或「近乎生命」狀態的細胞。

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