碳納米管會(huì)傷害細(xì)胞

納米材料如碳納米管，在醫(yī)療上有著廣泛的應(yīng)用前景，比如作為遞送工具，將藥物運(yùn)載到特定的細(xì)胞或人體內(nèi)特定部位。但如果不了解納米材料和細(xì)胞之間的相互作用，反而會(huì)帶來(lái)大麻煩。美國(guó)布朗大學(xué)和中國(guó)科學(xué)院最近的一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，納米管有可能會(huì)刺穿細(xì)胞，給細(xì)胞帶來(lái)極大傷害。相關(guān)論文發(fā)表在近期出版的《自然·納米技術(shù)》上。

人們知道石棉對(duì)人體有害，其長(zhǎng)長(zhǎng)的纖維能像箭一樣刺穿細(xì)胞。但科學(xué)家一直不理解，細(xì)胞為何會(huì)對(duì)石棉纖維和其他納米級(jí)的材料感興趣，這些材料對(duì)細(xì)胞來(lái)說(shuō)太長(zhǎng)了，根本無(wú)法整個(gè)吞下去。美國(guó)布朗大學(xué)研究小組通過(guò)分子模擬發(fā)現(xiàn)，碳納米管尖端接近細(xì)胞時(shí)，細(xì)胞會(huì)產(chǎn)生“誤會(huì)”，以為它只是個(gè)小圓球而不知其是個(gè)圓柱，等意識(shí)到小球“太長(zhǎng)”，根本吞不下時(shí)，已經(jīng)為時(shí)太晚。隨后科研人員又用納米管、金納米線對(duì)小鼠肝臟細(xì)胞、人類間皮細(xì)胞進(jìn)行細(xì)胞實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)90%的納米材料都是以尖端90度角進(jìn)入細(xì)胞。

石棉纖維、商用碳納米管和金納米線都有一個(gè)圓形的尖頭，直徑在10納米到100納米之間，正處于細(xì)胞處理范圍。細(xì)胞上有一種受體蛋白質(zhì)會(huì)聚集并彎曲細(xì)胞膜壁，使細(xì)胞卷曲包住納米管尖端，反向調(diào)整納米管角度，使納米管尖端能以90度進(jìn)入，從而降低細(xì)胞吞噬微粒所需的能量。這一行為叫做“尖端識(shí)別”。

“我們?cè)詾榧{米管會(huì)貼附細(xì)胞膜以得到更多結(jié)合位點(diǎn)，但模擬卻顯示，納米管穩(wěn)定地旋轉(zhuǎn)到近垂直角度以適于進(jìn)入，以便其尖端被完全包圍。這和人們的直覺(jué)相反?！闭撐牡谝蛔髡呤放d華（音譯）說(shuō)，細(xì)胞膜包住納米管時(shí)，會(huì)釋放彎曲能量?！叭绻{米管的圓形尖端被切掉，開(kāi)口而且中空，它就只會(huì)貼在細(xì)胞膜上而不會(huì)進(jìn)入細(xì)胞?！闭撐耐ㄓ嵶髡?、布朗大學(xué)工程教授高華健（音譯）說(shuō)，當(dāng)細(xì)胞的內(nèi)吞作用開(kāi)始，就沒(méi)辦法再退回去。細(xì)胞覺(jué)得無(wú)法整個(gè)吞下納米管，就會(huì)求救。但求救信號(hào)反而會(huì)引發(fā)免疫反應(yīng)，造成更多炎癥反應(yīng)。高華健說(shuō)：“只有完全理解納米材料和細(xì)胞之間的相互作用，才能設(shè)計(jì)出可靠的運(yùn)輸工具，控制它們和細(xì)胞之間的相互作用，不引起中毒反應(yīng)，最終制造出對(duì)細(xì)胞沒(méi)有吸引力的納米管，只幫助細(xì)胞而不會(huì)傷害它們?！?/p>

《科技日?qǐng)?bào)》