Geoff Baldwin -建造纳米笼

帝国理工学院的杰夫·鲍德温正在努力研究合成生物学在生物医学上的新应用。他正在研究新的方法，在一些特殊构造的纳米笼的帮助下，将癌症药物特异性地靶向肿瘤，使健康细胞不受伤害。

Geoff:通常情况下，当你服用药物时，无论是片剂还是注射药物，药物都会分散到你的整个身体，这就是为什么药物在其他地方起作用而不是你希望它们起作用的部位会产生毒性作用。所以，一般的问题是，我们能否通过将药物靶向到我们想要它在体内到达的部位来使药物的作用更具体?

凯特:举个例子，如果你得了癌症，让它去那个地方，而不是去其他地方?

杰夫:没错。所以，很多与抗癌药物有关的问题是它们的毒性很大。所以，它们很擅长杀死癌细胞，但问题是，它们也很擅长杀死你体内的其他细胞。这就是为什么很多针对癌症的化疗都有非常严重的副作用。所以，我们的想法是通过将这些药物包裹在纳米结构中来保护它们，这样这些药物一旦进入你的身体，就不会产生同样的毒副作用。

所以，这就像是把它们偷运到合适的地方。

Geoff:的确，有点像特洛伊木马式的事情，纳米笼将它们瞄准细胞，我们可以将这些纳米笼引导到特定的细胞。一旦他们到达那个地方我们想让他们做的就是在你想要治疗的地方释放有毒物质。

Kat -惊喜!这是一种毒品!

杰夫:是的，确实如此。

凯特:那么，你是如何使用合成生物学的工具来做到这一点的呢?你如何制造这些纳米笼并将药物困在其中?

Geoff:合成生物学的方法给我们提供了一种模块化的生物学方法，通过将这些纳米笼视为模块化的可改造结构，我们可以将它们分开，然后合理地将它们重新组合在一起。

Kat -实际上，就像生物砖一样。

Geoff:是的，因为我们已经在合成生物学中开发了很多关于DNA组装的基础工具，我们实际上可以用它来快速地概括这些纳米笼的不同修饰和不同配方。这使我们能够重构和改造这些纳米笼，并对它们的许多不同变体进行取样，以挑选出最适合我们目的的那种，我们可以比以前更快、更有效地做到这一点。

凯特-你是怎么做的?是那种在细菌或酵母中产生的方法吗?你是怎么制造这些小笼子的?

Geoff -我们只是在细菌中表达它们。所以，我们的纳米笼是由蛋白质构成的。所以它们是天然的蛋白质物质。我们从不同的来源获取这些纳米笼。其中一些是天然的人类蛋白质，但我们可以将它们作为单独的蛋白质表达和纯化，然后用这些纯化的蛋白质改造纳米笼。

凯特-它们怎么知道进入人体后要去哪里?它们是如何知道去到特定的肿瘤或疾病部位的?

Geoff:纳米笼有两种方法可以有效地瞄准目标。许多人正在利用纳米结构治疗癌细胞的方法之一是，许多癌症的血管系统都很渗漏。

凯特-那是给它们供血的血管?

杰夫:是的。所以这些小的纳米结构能够自然地从肿瘤部位的血管中泄漏出来，它们在体内许多癌症部位的停留时间自然会增加。并非所有癌症都是如此，但某些实体瘤确实如此。我们正在研究的另一种方法是将它们与抗体结合起来，然后利用抗体的特异性来对抗已知与癌细胞相关的特定细胞标记物，这样我们就可以以这种方式更积极地靶向。所以，这是目前正在探索的东西，什么是针对这些物种的最佳途径。

Kat -在这个过程中这些纳米笼在哪里?人们总是问“一根绳子有多长”之类的问题，但从实验室里的好主意到“病人可以接受的治疗方法”，这个过程要走多远呢?

Geoff:我们离把它作为一种治疗方法还有很长的路要走，因为任何你要给人体内注射的药物都有很多监管障碍。我们目前正在研究将其开发为一个体外药物测试平台，以便在实验室中使用它们在细胞中输送药物。另一个我们感兴趣的领域是我们是否可以在胃肠道内使用这些。因此，有很多与消化道有关的肿瘤很难治疗，比如胰腺癌、肝癌、食道癌，这些肿瘤目前很难诊断、早期发现，也很难有效治疗。所以，有一个非常可见的纳米容器的想法，我们可以使这些东西具有高度荧光，然后你就有了内窥镜输送的潜力，而不是通过血液输送。

凯特-所以你真的把一根管子放进器官或肿瘤里，就像砰的一声!进去吧。

杰夫:是的。所以，你可以在你想要调查病人体内癌症的表面进行喷洒。如果它们亮起并保持亮起，那么你就会知道癌症在那里，然后我们也希望你可以将它与定向治疗结合起来，一旦你看到肿瘤亮起，将相位器切换到爆炸状态，然后在你想要的地方导致药物溶解。

来自伦敦帝国理工学院的凯特-杰夫·鲍德温。