奈米医学是一个全新的领域，科学家期待透过奈米技术，开创一条全新的治疗方向，例如制作微小的奈米粒子来诊断和治疗许多难以医治的疾病，特别是癌症。然而，奈米医学仍遇到许多挑战，如何建构和精密地控制奈米机器人，标靶并抑制癌症肿瘤，同时也不伤害任何健康细胞等，都是尚未克服的课题。
近日，亚利桑那州立大学（Arizona State University）研究团队与中国科学院国家奈米科学中心（National Center for Nanoscience and Technology，NCNST）研究团队携手，在奈米医学领域取得重大进展，他们已成功编程奈米机器人，使它们能在血液中运行，标靶肿瘤，然后递送一种能使血液凝结的凝血酶（thrombin），进而切断肿瘤环境的血液供应，最后促使小鼠中的癌细胞死亡，该研究刊登于《自然生物技术》（Nature Biotechnology）期刊。
该研究团队建构出一种能自我组装的长方形 DNA 折纸片（DNA-origami sheet），接着将凝血酶连接到这种 DNA 折纸片上。随后，他们将 DNA 适体（aptamer）连接到这种长方形 DNA 折纸片的长边上，进而形成携带凝血酶的管状奈米机器人。DNA 适体能专一地标靶核仁素（nucleolin），而核仁素仅在肿瘤内皮细胞表面上表现，健康细胞表面是无表现的。当这些 DNA 适体与肿瘤血管细胞表面上的核仁素结合时，它们就会一起脱落，奈米机器人打开，从而暴露它携带的凝血酶。
该研究团队接续将这些奈米机器人经由静脉注射至携带着人类乳癌肿瘤的小鼠体内。奈米机器人会标靶肿瘤部位上的血管细胞，并且在 48 小时内，会有许多血凝块产生，但小鼠的其他部位却无血液凝结之情形。与对照小鼠组相比，这些血凝块将导致肿瘤细胞坏死，肿瘤缩小，而且有更长的存活期。他们还发现在黑色素瘤（melanoma）小鼠模型和人类卵巢癌（ovarian）细胞异种移植的小鼠中，使用奈米机器人治疗，会提高小鼠的存活率，并促使肿瘤缩小。
亚利桑那州立大学 Hao Yan 博士与 Milton Glick 教授和指出，他们开发出第一个完全自主化的 DNA 机器人系统，可应用于非常精确的药物设计和标靶癌症治疗。此外，这项技术是治疗多种类型癌症，因为所有固体肿瘤中的血液供应的基本原理都是相同的。
延伸阅读：CRISPR 搭配奈米动机与超音波 基因编辑高效率参考资料：
1. Nature Biotechnology. Published online:12 February 2018. https://www.nature.com/articles/nbt.4071
2. https://asunow.asu.edu/20180212-discoveries-cancer-fighting-nanorobots-seek-and-destroy-tumors
3. https://www.the-scientist.com/?articles.view/articleNo/51717/title/DNA-Robots-Target-Cancer/
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