能精准杀死癌细胞的“人工微型机器人”

本研究开发了一种创新的生物混合型活体微机器人系统，旨在实现癌症治疗的‘双精准’——既通过外部磁场实现空间上的精准导航（物理靶向），又依靠生物分子机制实现细胞层面的精准杀伤（生物选择性）。研究人员首先对人胚肾293T细胞进行基因改造，使其稳定表达TRAIL蛋白。TRAIL是一种天然抗癌因子，它能特异性结合癌细胞表面高表达的死亡受体DR4/DR5，触发癌细胞程序性死亡（凋亡）；而健康细胞几乎不表达这些受体，因此对TRAIL高度耐受，不会受损。接着，研究人员将一种特殊的‘Janus磁性颗粒’（直径500纳米的二氧化硅小球，半边镀有60纳米厚的铁铂FePt磁性薄膜）稳定附着在改造后的细胞表面。这种非对称结构使颗粒在旋转磁场中产生扭矩，带动整个细胞沿特定轨迹滚动前进，从而实现远程、可控的运动。实验证明，这些微机器人可在体外被磁场精准引导至三维肿瘤球团周围，并持续数天局部释放TRAIL，显著杀死多种癌细胞（如肾癌、结肠癌、脑胶质瘤），同时完全不损伤健康皮肤成纤维细胞或间充质干细胞。研究还证实，磁控过程本身不影响细胞活性和TRAIL分泌能力，且该平台具有高度模块化特性：可灵活替换不同人体细胞（如后续验证了皮肤成纤维细胞同样适用）和不同治疗基因，为未来个性化癌症治疗提供了安全、高效、可扩展的新技术路径。