沈陽自動化所納米操作機器人靶向治療淋巴瘤分子獲進展

　　由中國化學會主辦的SCI檢索國際期刊Acta Physico-Chimica Sinica(中文名：《物理化學學報》)，在最新一期以封面文章的形式發表了中科院沈陽自動化研究所微納米課題組利用納米操作機器人在淋巴瘤分子靶向治療方面的最新成果(Drug-Induced Changes of Topography and Elasticity in Living B Lymphoma Cells: an Atomic Force Microscopy Study，2012, 28:1502-1508)。此前，沈陽自動化所在該領域的研究成果相繼發表在《科學通報》(2011,56: 2681-2688)，《中國科學：物理學 力學 天文學》(2012, 42: 358-368)上。

　　Acta Physico-Chimica Sinica封面顯示的是利用MEMS工藝加工的微柱陣列對單個細胞進行夾持固定，并進行機器人化探測的示意圖。目前，針對活體細胞的研究多集中在微生物細胞和貼壁動物細胞上，主要原因在于此類細胞依靠自身特性就能牢固固定在基底上方便完成探測，而活體動物懸浮細胞則由于難以固定等原因，探測較為困難。本研究發展了一種基于MEMS微柱陣列和多聚賴氨酸靜電吸附相結合的懸浮活細胞無損機械夾持技術，實現了單個淋巴瘤活細胞的固定以及細胞表面超微結構的高分辨率成像，并在此基礎上觀測了不同濃度美羅華刺激下淋巴瘤細胞形貌精細結構的變化情況和細胞彈性變化情況，揭示出經過美羅華刺激后，細胞變得更粗糙，更柔軟，且形貌和彈性變化的幅度隨著美羅華刺激濃度的增加而增加，加深了對美羅華作用效果的認識。

　　納米操作機器人是機器人領域新的分支，傳統機器人技術以提高效率、減輕人的工作量為目的，多用來幫助人們完成人有能力但不愿意干的工作，比如焊接、搬運等枯燥、高重復性勞動；而納米操作機器人技術則以擴展和提升人的能力為目的，主要去執行極端尺度下人們無法完成的工作，如原子精度定位、分子力測量等任務。利用納米操作機器人開展淋巴癌靶向治療差異機理研究是機器人技術提升人的能力，在細胞表面進行原位探測和操作的具體表現。

　　該課題的研究背景來源于醫院的現實需求，即在淋巴癌的靶向治療中存在同一種藥對某些患者有效，而對另一些患者卻無效的現象，這使得臨床治療中對癥下“對”藥變成了一件極其困難的事情。因此，需要研究產生耐藥性差異的分子機理，進而指導實現臨床的個性化用藥。沈陽自動化所聯合北京307醫院淋巴瘤科開展了此方面的探索研究，其基本出發點是利用納米操作機器人以單細胞為對象開展研究，該思路相比于傳統方法具有一定的優勢。傳統的生化實驗多在試管中進行，其實驗結果反映了來自許多細胞的大量分子的平均活動行為，即集群平均效應。生物體自身之間的差異也由于集群平均而被淹沒于整體之中，這正是導致藥物療效差異的根本原因。納米操作機器人則是對單個細胞開展探測，這對傳統的集群平均是一種有益的補充，更容易發現不同生物體之間的分子個性和細胞個性。

　　研究團隊自2009年開展此方向以來，一直致力于利用納米操作機器人在單細胞單分子水平進行原位探測的方法研究，相關成果已陸續得到Biochemical and Biophysical Research Communications、Scanning、SCIENCE CHINA Life Sciences、IEEE-NANO以及IEEE-NANOMED等國際知名期刊和會議的錄用和發表。

　　相關研究受到了國家自然科學基金、中國科學院和機器人學國家重點實驗室的大力支持。

雜志封面