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人類細胞“吞噬”硅納米線示意圖

研究團隊供圖

硅納米線和人類細胞同處一“室”，竟被細胞“吞噬”!據美國電氣與電子工程師協會《光譜》雜志網站近日報道，美國芝加哥大學研究人員將人體內皮細胞與硅納米線放在同一個培養皿中，利用電子顯微鏡和特制光學成像工具，首次視頻呈現“吞噬”細節。這項發表在《科學進展》雜志上的新研究，能幫助開發出突破人體屏障的給藥機制，以及對細胞內特定細胞器實施精準電刺激的生物電療法。

硅納米線具有生物兼容性、高導電性以及超細特性，能繞過人體天然屏障，攜帶小分子藥物直接“喂”給細胞，且不會造成損傷。但之前一直無法弄清“吞噬”現象的具體細節，現在芝加哥大學材料科學家田博志(音譯)帶領團隊首次拍攝到“吞噬”過程，向開發出基于這一現象的工具邁出了重要一步。

研究團隊設計出一種特殊的散射增強相位對比成像儀(SEPC)，結合相位對比和暗場成像技術，能同時對細胞成分和非生命物質納米線進行觀察。他們觀察了數千次內皮細胞與納米線的相互作用后發現，細胞膜能自我折疊后抓取納米線，再將納米線包裹在泡狀細胞膜內，整個過程與免疫細胞吞噬細菌的“噬菌作用”完全相似。納米線進入細胞后，會在細胞機器的作用下突然增速，沖破障礙到達細胞核附近儲存起來。

他們還發現，之前能在血管壁形成天然生物屏障而阻止藥物吸收的內皮細胞，這次能吸收96%的納米線，這意味著硅納米線有望成為潛力巨大的藥物載體。他們準備改造納米線，讓其具有光敏感性，用光來控制細胞行為。另外，現有電刺激療法只能對神經系統等人體較大部位進行治療，而基于細胞吞噬納米線的機制，有望開發出對特定細胞器進行精準電刺激的生物電療法。

田博志團隊還將對平滑肌、神經和心血管等細胞進行表面修飾，讓這些曾將納米線“拒之門外”的細胞也能“吞噬”納米線。