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近日,全世界范围内的累计新冠确诊患者人数已经超过了800万。来自全球不同国家和地区的科学家们也正在紧急开发一系列抗体、疫苗、以及治疗方法,想要尽早终结新冠疫情。今日,加州大学圣地亚哥分校(UCSD)的张良方教授团队联合波士顿大学(Boston University)的Anthony Griffiths教授团队,在纳米领域的顶尖期刊Nano Letters上发表了他们的最新研究结果——该联合团队开发了一种纳米海绵,已在细胞实验中证实可以“吸走”新冠病毒,让它们的感染能力下降90%!后续的动物研究正在进行之中。▲本研究的通讯作者之一张良方教授(图片来源:UCSD)
张良方教授是纳米医学领域的一名杰出学者,2013年,他曾入选《麻省理工科技评论》“35名35岁以下的创新者”(35 Innovators Under 35)榜单。其团队开创了用细胞膜来“包裹”纳米颗粒的仿生纳米技术,并利用这项技术来解决一系列生物医学问题。而本次的纳米海绵,则是这支科研团队的一个新尝试。▲这种纳米颗粒表面包裹有来自细胞的细胞膜,细胞膜上的受体与真实细胞具有一致性(图片来源:UCSD官方视频截图)▲这些纳米颗粒能够“吸走”新冠病毒,让它们无法入侵人类细胞(图片来源:UCSD官方视频截图)具体来看,科学家们这次在纳米颗粒的外边,套上了来自人类肺上皮细胞的细胞膜,或是巨噬细胞的细胞膜。值得注意的是,这些细胞膜上,也带有原本属于这些细胞的各种蛋白受体(包括与新冠病毒结合的受体)。也就是说,在新冠病毒看起来,这些纳米颗粒长得和正常细胞几乎一模一样,难以区分。因此,只要提供大量纳米颗粒,就可以把细胞周围的新冠病毒给“吸走”,纳米海绵的名称也正是如此而来。▲“打扮成”人类肺上皮细胞的纳米海绵,能够将新冠病毒的感染能力减少93%(图片来源:UCSD官方视频截图)为了实际检测这些纳米海绵的效果,科学家们与波士顿大学的研究人员们合作,在后者的BSL-4实验室(具有最高生物安全性的实验室)进行针对新冠病毒的研究。研究表明,在1毫升的液体里,只要有5毫克的纳米海绵,就可以分别将病毒的感染能力减少88%(使用巨噬细胞的细胞膜)和93%(使用肺上皮细胞的细胞膜),让它们难以入侵人类细胞。张良方教授向学术经纬团队介绍说,这种纳米海绵,甚至对将来可能出现的变种新冠病毒也有效。“因为这些细胞膜上有着各种各样的蛋白受体。只要新冠病毒仍然对人体肺部细胞或巨噬细胞有作用,纳米海绵就会有效果。”▲这种纳米海绵的体内安全性也得到了初步的检验(图片来源:参考资料[1])在细胞实验中得到了积极的结果后,研究人员们计划在接下来的几个月里,评估纳米海绵在动物模型内的有效性。如果它能取得进一步的概念验证,并证实其长期安全有效,则将有望在人体内检验抗击新冠病毒的效果。我们也期待能有更多针对新冠病毒的创新技术出炉,帮助我们更好地控制疫情,让人们的生活早日回归正常!参考资料:
[1] Qiangzhe Zhang et al., (2020), Cellular Nanosponges Inhibit SARS-CoV-2 Infectivity, Nano Letters, DOI: https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.0c02278
[2] Nanosponges Could Intercept Coronavirus Infection, Retrieved June 17, 2020, from https://ucsdnews.ucsd.edu/pressrelease/nanosponges-2020?from=groupmessage&isappinstalled=0
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