科学家利用分子振动摧毁了99%的癌细胞

科学家们发现了一种高效摧毁癌细胞的方法。

2024年发表的一项研究发现，用近红外光刺激氨基氰分子，使它们同步振动，可以破坏癌细胞的细胞膜。

氨基菁分子是一种合成染料，应用于生物成像。临床上常以低剂量用于癌症检测，该分子在水中稳定，并且非常容易附着在细胞外表面。

振动机制的工作原理。（ Ciceron Ayala-Orozco 等， 《自然化学》 ，2023 ）

研究团队表示，他们的方法比之前另一种抗癌分子机器（ 称为 Feringa 型马达）有了显著改进。

这是新一代的分子机器，它们的机械运动速度比以前的 Feringa 型马达快一百万倍以上，而且可以用近红外光而不是可见光激活。

近红外光的应用至关重要，因为它能够更深入地了解人体内部情况。

这一成果有望使骨骼和器官中的癌症无需手术即可治疗。

在实验室中，研究团队对癌细胞进行了测试，分子锤对癌细胞的杀灭率高达 99%。该方法还在患有黑色素瘤的小鼠身上进行了测试，结果显示一半的小鼠体内癌细胞已完全消失。

氨基菁分子的结构叠加在计算得到的分子等离子体激元之上。（ Ciceron Ayala-Orozco/莱斯大学 ）

氨基菁分子的结构和化学性质决定了它们能够与合适的刺激（例如近红外光）保持同步。当分子运动时，分子内部的电子会形成等离子体激元，这些自由电子的集体振动驱动着整个分子的运动。

这是首次以这种方式利用分子等离子体来激发整个分子，并实际产生机械作用实现特定目标，即撕裂癌细胞膜。

等离子体激元一侧有一个连接臂，有助于将分子连接到癌细胞膜上，同时振动将其击碎。

这项研究尚处于早期阶段，但这些发现非常令人兴奋。

这也是一种简单直接的生物力学技术，癌细胞很难进化出某种防御机制来对抗它。

Ayala-Orozco, C., Galvez-Aranda, D., Corona, A. et al. Molecular jackhammers eradicate cancer cells by vibronic-driven action. Nat. Chem. 16, 456–465 (2024). https://doi.org/10.1038/s41557-023-01383-yIF: 20.2 Q1