許多藥物，例如用于治療癌癥或自身免疫疾病的藥劑常常有嚴(yán)重的副作用，因?yàn)樵谒鼈冊(cè)跉⑺乐虏〖?xì)胞的同時(shí)也會(huì)影響健康細(xì)胞。 現(xiàn)在，美國(guó)紐約特種外科醫(yī)院（HSS）與哥倫比亞大學(xué)（Columbia University）的研究人員向外界展示了一項(xiàng)用于開(kāi)發(fā)更具針對(duì)性藥物的技術(shù)，該技術(shù)利用分子機(jī)器篩選了更特異的細(xì)胞群。
 

    研究人員表示，這是一個(gè)利用人類細(xì)胞進(jìn)行的概念驗(yàn)證研究，下一步的工作是在白血病小鼠模型中進(jìn)行試驗(yàn)。


    例如 Genentech 生產(chǎn)的利妥昔單抗（Rituximab）結(jié)合異常致病細(xì)胞的 CD20 受體，從而被用于治療類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、非霍奇金淋巴瘤和慢性淋巴細(xì)胞性白血病。然而，一些免疫細(xì)胞的表面也含有 CD20 受體，因?yàn)檫@種藥物能夠干擾人體對(duì)抗細(xì)菌感染的能力。

    在這項(xiàng)新研究中，科學(xué)家們?cè)O(shè)計(jì)了可識(shí)別細(xì)胞表面多重受體的分子"機(jī)器",因此可以有效地標(biāo)記更特異的細(xì)胞亞群。這些分子機(jī)器名為 molecular automata,是由抗體和短鏈 DNA 組成的混合物。研究人員可以在實(shí)驗(yàn)室中根據(jù)指定序列合成這些短鏈 DNA ,或稱寡核苷酸。

    所有細(xì)胞的表面都有很多受體。當(dāng)抗體或藥物結(jié)合到一個(gè)受體上時(shí)，就會(huì)觸發(fā)細(xì)胞執(zhí)行一定的功能或以一定的方式作出反應(yīng)。藥物能夠通過(guò)結(jié)合一個(gè)受體靶向致病細(xì)胞，但是在一些情況下，致病細(xì)胞的受體不是獨(dú)有的，因此藥物也可能結(jié)合健康細(xì)胞，從而導(dǎo)致脫靶效應(yīng)。

    研究者們利用白細(xì)胞進(jìn)行了一系列實(shí)驗(yàn)。所有的白細(xì)胞表面都有 CD45 受體，但是只有一部分亞群有 CD20、CD30 或 CD8 受體。在其中的一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中，研究人員創(chuàng)造了 3 個(gè)不同的分子機(jī)器，每一個(gè)都由 DNA 與針對(duì)某一個(gè)受體（ CD20、CD30 或 CD8 ）的抗體組成。在設(shè)計(jì)時(shí)，一些機(jī)器的 DNA 組分與另一機(jī)器的 DNA 組分有高度的親和性。

    研究人員將健康捐贈(zèng)者的血液與這些分子機(jī)器混合起來(lái)。當(dāng)一個(gè)攜帶 CD45 抗體的分子機(jī)器結(jié)合一個(gè)細(xì)胞的 CD45 受體時(shí)，另一個(gè)攜帶CD3抗體的分子機(jī)器也結(jié)合相同細(xì)胞的 CD3 受體時(shí)， 2個(gè)機(jī)器 DNA 鏈的緊密貼近觸發(fā)了一個(gè)級(jí)聯(lián)反應(yīng)，導(dǎo)致原本的鏈被撕裂了，而更互補(bǔ)的鏈結(jié)合在了一起。結(jié)果是一個(gè)獨(dú)有的、單一的 DNA 鏈只展示在含有2種受體的細(xì)胞表面。

    之后，加入一個(gè)攜帶 CD8 抗體的分子機(jī)器，它可以結(jié)合在表達(dá) CD45、CD3 和 CD8 的細(xì)胞的表面，從而導(dǎo)致了這條鏈的延長(zhǎng)。研究人員還發(fā)現(xiàn)，當(dāng)這條鏈放置于一種溶液中時(shí)，鏈可以發(fā)熒光。這種分子機(jī)器可以標(biāo)記特定的細(xì)胞亞群，因而有助于靶向性的治療。更多分子機(jī)器的加入可以幫助研究人員瞄準(zhǔn)更特異的細(xì)胞亞群。在計(jì)算機(jī)編程的幫助下，分子機(jī)器的行為被設(shè)定為"如果符合，則繼續(xù)執(zhí)行 X 功能。"

    如果這些分子機(jī)器能夠在小鼠模型及最終的人類臨床試驗(yàn)中發(fā)揮作用，那么這項(xiàng)技術(shù)將具有廣闊的臨床應(yīng)用前景。例如，癌癥患者能夠從靶向性的治療中獲益。用于治療自身免疫疾病的藥物能夠更特異的影響致病的自身免疫細(xì)胞，而不影響對(duì)抗感染的人類免疫細(xì)胞。

    研究人員表示，這種自動(dòng)裝置觸發(fā)了更強(qiáng)烈的互補(bǔ)寡核苷酸的延長(zhǎng)。這些反應(yīng)是迅速的，在大約15分鐘的時(shí)間內(nèi)就能標(biāo)記細(xì)胞。在臨床應(yīng)用方面，研究人員既能夠標(biāo)記它們想要靶向的細(xì)胞，又能標(biāo)記他們想避免靶向的細(xì)胞。