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不可思议,你的细胞竟然会成为机器人-爱游戏app官方网站
2024年02月07日

文/陈根

你听过生物机器人吗?你有想过,你的细胞有一天会成为机器人吗?

11月30日,美国塔夫茨大学和哈佛大学的研究人员在《先进科学》上发表了一项突破性的研究成果。他们利用人类气管细胞创造了一种微型生物机器人——Anthrobots,中文意思其实就叫人类机器人。

新的微型生物机器人有几个特点。

一是采用人的细胞合成,这个很好理解,这个生物机器人,其实就是由人类肺上皮细胞构成的。具体一点来说,就是从人体气管表面提取支气管上皮细胞,这些细胞中包含着支气管上皮祖细胞,这种细胞被称为成体干细胞,是一种在成人体内存在、具有一定分化潜能的特殊细胞。这个生物机器人最独特的地方就在于,它是利用我们人体里已经存在的细胞构造的,而无需进行复杂的基因改造。

第二是这个微型生物机器人可以运动,这主要依赖于细胞上的纤毛。研究人员利用支气管上皮祖细胞现有的分化能力,合成带有纤毛的多细胞球体,纤毛是一种微小的毛发状结构,可以振动移动。纤毛的分布决定了这个微型生物机器人的运动方式,它们既可以做直线运动,也可以做曲线运动和环状运动,或摆动。

最后一个特点,就是可以修复受损的细胞,这也是生物机器人最具有价值的地方,那就是治疗功能。研究人员对生成的机器人进行试验,让其修复用金属棒刮擦过的一块受伤的神经组织。

研究人员先是把机器人放置于一个狭小的空间内,结果发现,它们会自然形成一个集群,然后把它们放在距离受损神经组织不远的地方。神奇的是,这些微型生物机器人可以自己移动到受损的神经组织之处,引发大量的组织再生,修复受损的神经元。与这个实验结果形成对照的是,在没有机器人的受伤神经组织中,神经元不会生长。也就是说,至少在实验室培养皿的二维世界中,生物机器人促进了活体神经组织的有效愈合。不过,研究人员目前尚无法解释为何生物机器人能修复受损的神经组织。

其实,在三年前,就已经有科学家也培养出相似的生物机器人了。不过当时正好赶上疫情刚刚开始,所以好多人没有注意到这个新闻,当时也是美国著名的塔夫茨大学联合其他研究团队利用非洲爪蛙的胚胎干细胞,培养出了世界上第一个活体机器人“Xenobots”。当时的那个活体机器人带有纤毛结构,也是能够自由移动、运载药物甚至还可以自行复制。

而这次的研究显然比三年前的要更深入一点,这次是直接利用我们人体的细胞来构建这个生物机器人,也就是说起源于人类,也作用于人类。这就带来许多非常大的优势,首先是没什么伦理限制,因为不损害DNA和基因,而且没有像胚胎干细胞那样的限制,可以从成人的气管和支气管提取进行培养。其次是很方便培养,只要在器皿中就可以培养。

这也为生物机器人进入临床治疗带来了更大的希望,未来,我们治疗疾病,可能就是从身体里提取一些细胞再体外培养出生物机器人,然后再注入回我们身体里,帮我们修复受损的组织,比如修复受伤的脊髓或视网膜神经损伤,或者是修复受损的神经元,甚至是治疗癌症都有可能,这也将给医学治疗带来极大的革新。

原文标题:陈根:不可思议,你的细胞竟然会成为机器人

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