SynBio News丨人造細胞在抗癌領域佔據上風
利用人造細胞替代或者治療人體內功能紊亂的細胞將會在醫療領域擁有廣闊的應用前景，這種技術的革新可以類比於步行或者馬車到汽車和飛機的巨大轉變。這些人造細胞可用於在人體內恰當的位置產生人體健康必需的各種化合物，如胰島素，以及功能失常或體內本不存在的蛋白質，這些合成的蛋白質可以抵抗一些嚴重的人類疾病。所以人造細胞是目前最先進的靶向遞送系統之一。在近期一項研究中，來自以色列的科學家開發了一類人造細胞，這類人造細胞可以作為自動化系統在人體內產生抗癌蛋白質，從而治癒癌症。相關研究發表在Advanced Healthcare Materials，題名為Synthetic Cells Synthesize Therapeutic Proteins inside Tumors.
為了製造人造細胞，研究人員將一系列納米級分子機器整合進工程化的囊泡中，同時賦予它們將人造DNA代碼轉錄成RNA的能力，並隨後將RNA翻譯成功能性蛋白質。一旦置於人造生理條件下或植入組織中，人造細胞就會「啟動」並開始自主產生蛋白質。人造細胞的膜進過設計能夠允許氨基酸和營養素自由的進入細胞，從而為細胞內分子機器的合成持續提供動力。
類似於天然存在的細胞，人造細胞的大小和結構可以根據它們的生物學功能而改變，其範圍可以從納米到微米尺寸進行變化。通過熒光顯微鏡可以捕獲抗癌蛋白質的產生過程，實驗結果顯示該過程可以持續數小時，直到整個人造細胞充滿新合成的蛋白質。（具體可以觀看下列視頻，視頻中人造細胞內的熒光蛋白隨著時間增加而逐漸積累，直至充滿整個細胞。）
https://www.zhihu.com/video/947947651862319104 為了測試人造細胞的治療潛力，研究人員將其植入了乳腺癌腫瘤。結果顯示人造細胞可以產生抗癌蛋白質。正如預期，這些人造細胞可以在癌症中產生抗癌藥物，引起了大量癌症細胞的死亡，同時對周圍正常細胞的影響非常少。這項技術的替代技術可能包括基於天然細胞的療法，其同樣可以再組織內形式治療功能。然而，儘管此類替代技術存在諸多優勢，但是自然細胞總會受限於自然生物法則的限制。人造細胞可以在某些方面的功能超過天然細胞，比如能夠在人造細胞內大量的產生同種蛋白質，或者產生一些對天然細胞由毒性的治療性蛋白質。
結合生物學和工程學科來解決仍未滿足的醫療需求，人造細胞逐漸成為充滿吸引力的治療手段。此外，人造細胞還能夠用來探索生命起源，並了解細胞生命存在的最低需求。合成細胞的多樣性也使得根據每位患者的個性化需求量身定製生物製劑成為可能。
個人點評：利用人造細胞來行使特定細胞功能已經不是新鮮的概念了，並且人造細胞在醫療領域的探索也很多。整合更加複雜的基因線路仍然是此領域的關鍵問題：更加複雜的基因線路代表著更加複雜的功能，但同時現在的人造細胞還不足以支撐複雜的基因線路發揮作用。同時，此類研究的安全性問題也是一個值得關注的方面，人造細胞是否會引起過度的副作用？其對癌症細胞的能否實現精確識別並且不破壞正常細胞，不引起過度的免疫反應？這些都是有待解決的問題。
參考資料：
Synthetic Cells Gain the Upper Hand Against Cancer - Advanced Science News
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