文/陳根

你聽過生物機器人嗎？你有想過，你的細胞有一天會成為機器人嗎？

11月30日，美國塔夫茨大學(xué)和哈佛大學(xué)的研究人員在《先進科學(xué)》上發(fā)表了一項突破性的研究成果。他們利用人類氣管細胞創(chuàng)造了一種微型生物機器人——Anthrobots，中文意思其實就叫人類機器人。

新的微型生物機器人有幾個特點。

一是采用人的細胞合成，這個很好理解，這個生物機器人，其實就是由人類肺上皮細胞構(gòu)成的。具體一點來說，就是從人體氣管表面提取支氣管上皮細胞，這些細胞中包含著支氣管上皮祖細胞，這種細胞被稱為成體干細胞，是一種在成人體內(nèi)存在、具有一定分化潛能的特殊細胞。這個生物機器人最獨特的地方就在于，它是利用我們?nèi)梭w里已經(jīng)存在的細胞構(gòu)造的，而無需進行復(fù)雜的基因改造。

第二是這個微型生物機器人可以運動，這主要依賴于細胞上的纖毛。研究人員利用支氣管上皮祖細胞現(xiàn)有的分化能力，合成帶有纖毛的多細胞球體，纖毛是一種微小的毛發(fā)狀結(jié)構(gòu)，可以振動移動。纖毛的分布決定了這個微型生物機器人的運動方式，它們既可以做直線運動，也可以做曲線運動和環(huán)狀運動，或擺動。

最后一個特點，就是可以修復(fù)受損的細胞，這也是生物機器人最具有價值的地方，那就是治療功能。研究人員對生成的機器人進行試驗，讓其修復(fù)用金屬棒刮擦過的一塊受傷的神經(jīng)組織。

研究人員先是把機器人放置于一個狹小的空間內(nèi)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，它們會自然形成一個集群，然后把它們放在距離受損神經(jīng)組織不遠的地方。神奇的是，這些微型生物機器人可以自己移動到受損的神經(jīng)組織之處，引發(fā)大量的組織再生，修復(fù)受損的神經(jīng)元。與這個實驗結(jié)果形成對照的是，在沒有機器人的受傷神經(jīng)組織中，神經(jīng)元不會生長。也就是說，至少在實驗室培養(yǎng)皿的二維世界中，生物機器人促進了活體神經(jīng)組織的有效愈合。不過，研究人員目前尚無法解釋為何生物機器人能修復(fù)受損的神經(jīng)組織。

其實，在三年前，就已經(jīng)有科學(xué)家也培養(yǎng)出相似的生物機器人了。不過當(dāng)時正好趕上疫情剛剛開始，所以好多人沒有注意到這個新聞，當(dāng)時也是美國著名的塔夫茨大學(xué)聯(lián)合其他研究團隊利用非洲爪蛙的胚胎干細胞，培養(yǎng)出了世界上第一個活體機器人 “Xenobots”。當(dāng)時的那個活體機器人帶有纖毛結(jié)構(gòu)，也是能夠自由移動、運載藥物甚至還可以自行復(fù)制。

而這次的研究顯然比三年前的要更深入一點，這次是直接利用我們?nèi)梭w的細胞來構(gòu)建這個生物機器人，也就是說起源于人類，也作用于人類。這就帶來許多非常大的優(yōu)勢，首先是沒什么倫理限制，因為不損害DNA和基因，而且沒有像胚胎干細胞那樣的限制，可以從成人的氣管和支氣管提取進行培養(yǎng)。其次是很方便培養(yǎng)，只要在器皿中就可以培養(yǎng)。

這也為生物機器人進入臨床治療帶來了更大的希望，未來，我們治療疾病，可能就是從身體里提取一些細胞再體外培養(yǎng)出生物機器人，然后再注入回我們身體里，幫我們修復(fù)受損的組織，比如修復(fù)受傷的脊髓或視網(wǎng)膜神經(jīng)損傷，或者是修復(fù)受損的神經(jīng)元，甚至是治療癌癥都有可能，這也將給醫(yī)學(xué)治療帶來極大的革新。

       原文標(biāo)題 : 陳根：不可思議，你的細胞竟然會成為機器人