生物醫(yī)藥技術(shù):繼續(xù)向分子級(jí)研究挺進(jìn)
2006年的夏天，一場(chǎng)政治與科學(xué)的對(duì)決在美國(guó)白宮展開(kāi)，最后，小布什五年來(lái)第一次動(dòng)用了總統(tǒng)最終否決權(quán)，駁回了議會(huì)通過(guò)的利用公共基金的資金進(jìn)行干細(xì)胞研究的項(xiàng)目。這一事件之所以引人注目，是因?yàn)閭鹘y(tǒng)醫(yī)學(xué)現(xiàn)在似乎已經(jīng)裹足不前，打開(kāi)人類(lèi)健康奧秘的鑰匙已經(jīng)落到了新一代分子醫(yī)藥、基因工程和納米生物科技的手中。因此，繼克隆技術(shù)之后，生物科技再次成為人們視野所關(guān)注的焦點(diǎn)。而2007年，當(dāng)一切爭(zhēng)議暫時(shí)平息的時(shí)候，走在整個(gè)時(shí)代先鋒的科學(xué)家們又會(huì)給我們?cè)鯓拥捏@喜？
染色體組、蛋白質(zhì)組、組織細(xì)胞代謝組，一連串的“組”已經(jīng)在科學(xué)家們的眼皮底下打轉(zhuǎn)，成功破解這些“組”的構(gòu)成及其相互之間的影響，就意味著解開(kāi)人體內(nèi)復(fù)雜的組織運(yùn)行的密碼，從而讓人類(lèi)更加巧妙地控制自身的健康狀況。
美國(guó)加州大學(xué)圣地亞哥分校的分子生物專(zhuān)家特德·艾德克擁有一個(gè)名為“生物細(xì)胞互動(dòng)作用”的實(shí)驗(yàn)室，艾德克和他的同事們所做的研究正是運(yùn)用電器工程師的工作方法，繪制出一張關(guān)于人體細(xì)胞之間、人體細(xì)胞與入侵人體的細(xì)胞之間如何相互關(guān)聯(lián)、相互作用的“電路圖”。“我們希望能夠搞清楚生物體自身和生物體之間的細(xì)胞的相互作用，取得精確的相關(guān)數(shù)據(jù)，然后根據(jù)這些數(shù)據(jù)建立起一個(gè)準(zhǔn)確的醫(yī)藥模型。”艾德克用了“酷”的字眼形容他們的研究項(xiàng)目。他認(rèn)為每個(gè)身體細(xì)胞都包含著基因、核糖核酸和蛋白質(zhì)組、組織細(xì)胞代謝組的信息，而細(xì)胞間的相互作用是身體的生物語(yǔ)言，科學(xué)家的職責(zé)就是去理解這種生物的語(yǔ)言。
對(duì)于制藥業(yè)來(lái)說(shuō)，特德·艾德克研究項(xiàng)目的成功——描繪出人體細(xì)胞之間和體內(nèi)其他生物互動(dòng)的“環(huán)路圖”，將為研制新特效藥指明道路，帶來(lái)上億美元的財(cái)富。艾德克他們已經(jīng)把比較人體內(nèi)艾滋病病毒株的項(xiàng)目列入計(jì)劃，“如果能夠找到病毒與人體間作用時(shí)暴露的缺陷，那么研究出特效藥的日子就近在眼前。”
達(dá)·芬奇、愛(ài)因斯坦為什么會(huì)成為人杰？因?yàn)樗麄兊闹腔鄢匠Ｈ耍驗(yàn)樗麄兊拇竽X不同尋常。而精神病人為什么會(huì)時(shí)而喃喃自語(yǔ)，時(shí)而歇斯底里地哭鬧，做著讓常人無(wú)法理解的事情？同樣也是因?yàn)榇竽X的機(jī)能出現(xiàn)了障礙。如今，人們對(duì)腦部疾病的認(rèn)識(shí)和關(guān)注程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了以往。心理問(wèn)題會(huì)不會(huì)在腦部產(chǎn)生生理方面的影響？也許，不久后，美國(guó)明尼蘇達(dá)州大學(xué)醫(yī)學(xué)院的神經(jīng)學(xué)家、精神病醫(yī)生凱溫·利姆和他的團(tuán)隊(duì)就能夠?yàn)槲覀冋业嚼斫膺@些神秘的腦部疾病的新方法。
上世紀(jì)90年代早期，凱溫·利姆利用核磁共振技術(shù)研究精神病人腦中呈現(xiàn)的癥狀，隨著研究的深入，利姆認(rèn)為他需要更加精確的腦部成像技術(shù)。于是，1996年，利姆等人成為世界上第一批使用磁共振擴(kuò)散張量成像技術(shù)探索人腦結(jié)構(gòu)的團(tuán)隊(duì)。與保守的核磁共振只能看清大腦中的灰質(zhì)、白質(zhì)和神經(jīng)軸突相比，磁共振擴(kuò)散張量成像能夠清晰呈現(xiàn)腦神經(jīng)纖維與腦部不同區(qū)域的聯(lián)系狀況。
在凱溫·利姆的帶領(lǐng)下，其他的神經(jīng)學(xué)家利用磁共振擴(kuò)散張量成像對(duì)人腦開(kāi)始進(jìn)行一連串的研究，包括上癮、癲癇癥、腦外傷以及歇斯底里等多種腦神經(jīng)疾病。在研究過(guò)程中，凱溫·利姆的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)酒精中毒者腦中的白質(zhì)與其他組織的聯(lián)系減弱，從而削弱了其認(rèn)知能力。而在基因領(lǐng)域，磁共振擴(kuò)散張量成像也頗有作為，比如，凱溫·利姆他們發(fā)現(xiàn)有患上老年癡呆癥危險(xiǎn)的健康人，在其腦部的某個(gè)部分存在微小的結(jié)構(gòu)性缺陷，缺陷部分與大腦的其他組織沒(méi)有聯(lián)系。凱溫·利姆和他的團(tuán)隊(duì)堅(jiān)信能夠憑借磁共振擴(kuò)散張量成像的技術(shù)發(fā)現(xiàn)治療從精神分裂癥到老年癡呆癥治療途徑，為求醫(yī)心切的病人找到希望。
時(shí)至今日，還有人把人類(lèi)的身體看成機(jī)器？美國(guó)麻省理工學(xué)院的材料科學(xué)家薩布拉·蘇瑞士正是這樣的人。在花費(fèi)了20年研究像微電路組件薄膜這樣的納米材料后，薩布拉·蘇瑞士和他的研究小組在2003年以后開(kāi)始活躍在微生物和醫(yī)藥領(lǐng)域，創(chuàng)造了一門(mén)新的學(xué)科——納米生物力學(xué)。他們運(yùn)用納米的精確測(cè)量技術(shù)研究微小作用力對(duì)人類(lèi)細(xì)胞組織的影響，以及在病毒、寄生蟲(chóng)等作用力下細(xì)胞的物理形態(tài)如何發(fā)生改變。
醫(yī)學(xué)研究者已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，即使是一百萬(wàn)兆分之一牛頓的力，都會(huì)改變?nèi)梭w的細(xì)胞，而多種疾病都是由于力作用引起細(xì)胞物理形態(tài)改變而引起的。如薩布拉·蘇瑞士他們的最近一項(xiàng)研究，發(fā)現(xiàn)健康人的紅細(xì)胞如因瘧原蟲(chóng)侵入而變形，紅細(xì)胞受感染后的剛性比正常細(xì)胞提高了9倍，因此在流過(guò)細(xì)小的毛細(xì)血管時(shí)，很容易戳破血管壁，從而導(dǎo)致內(nèi)出血。
德國(guó)斯圖加特馬普高分子材料學(xué)會(huì)的學(xué)者伊達(dá)德·阿扎特說(shuō)：“許多機(jī)械概念諸如剛性和彈性，在生物學(xué)中也占有很重要的地位。”他認(rèn)為薩布拉·蘇瑞士的研究不但對(duì)寄生蟲(chóng)病有著突破性的進(jìn)展，也將改變對(duì)癌變細(xì)胞的認(rèn)識(shí)有著巨大的作用。
“我們希望用機(jī)械的原理找出治療疾病的新辦法。”納米生物力學(xué)也許在不久的將來(lái)在醫(yī)藥學(xué)領(lǐng)域扮演著越來(lái)越重要的作用。
染色體組、蛋白質(zhì)組、組織細(xì)胞代謝組，一連串的“組”已經(jīng)在科學(xué)家們的眼皮底下打轉(zhuǎn)，成功破解這些“組”的構(gòu)成及其相互之間的影響，就意味著解開(kāi)人體內(nèi)復(fù)雜的組織運(yùn)行的密碼，從而讓人類(lèi)更加巧妙地控制自身的健康狀況。
美國(guó)加州大學(xué)圣地亞哥分校的分子生物專(zhuān)家特德·艾德克擁有一個(gè)名為“生物細(xì)胞互動(dòng)作用”的實(shí)驗(yàn)室，艾德克和他的同事們所做的研究正是運(yùn)用電器工程師的工作方法，繪制出一張關(guān)于人體細(xì)胞之間、人體細(xì)胞與入侵人體的細(xì)胞之間如何相互關(guān)聯(lián)、相互作用的“電路圖”。“我們希望能夠搞清楚生物體自身和生物體之間的細(xì)胞的相互作用，取得精確的相關(guān)數(shù)據(jù)，然后根據(jù)這些數(shù)據(jù)建立起一個(gè)準(zhǔn)確的醫(yī)藥模型。”艾德克用了“酷”的字眼形容他們的研究項(xiàng)目。他認(rèn)為每個(gè)身體細(xì)胞都包含著基因、核糖核酸和蛋白質(zhì)組、組織細(xì)胞代謝組的信息，而細(xì)胞間的相互作用是身體的生物語(yǔ)言，科學(xué)家的職責(zé)就是去理解這種生物的語(yǔ)言。
對(duì)于制藥業(yè)來(lái)說(shuō)，特德·艾德克研究項(xiàng)目的成功——描繪出人體細(xì)胞之間和體內(nèi)其他生物互動(dòng)的“環(huán)路圖”，將為研制新特效藥指明道路，帶來(lái)上億美元的財(cái)富。艾德克他們已經(jīng)把比較人體內(nèi)艾滋病病毒株的項(xiàng)目列入計(jì)劃，“如果能夠找到病毒與人體間作用時(shí)暴露的缺陷，那么研究出特效藥的日子就近在眼前。”
達(dá)·芬奇、愛(ài)因斯坦為什么會(huì)成為人杰？因?yàn)樗麄兊闹腔鄢匠Ｈ耍驗(yàn)樗麄兊拇竽X不同尋常。而精神病人為什么會(huì)時(shí)而喃喃自語(yǔ)，時(shí)而歇斯底里地哭鬧，做著讓常人無(wú)法理解的事情？同樣也是因?yàn)榇竽X的機(jī)能出現(xiàn)了障礙。如今，人們對(duì)腦部疾病的認(rèn)識(shí)和關(guān)注程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了以往。心理問(wèn)題會(huì)不會(huì)在腦部產(chǎn)生生理方面的影響？也許，不久后，美國(guó)明尼蘇達(dá)州大學(xué)醫(yī)學(xué)院的神經(jīng)學(xué)家、精神病醫(yī)生凱溫·利姆和他的團(tuán)隊(duì)就能夠?yàn)槲覀冋业嚼斫膺@些神秘的腦部疾病的新方法。
上世紀(jì)90年代早期，凱溫·利姆利用核磁共振技術(shù)研究精神病人腦中呈現(xiàn)的癥狀，隨著研究的深入，利姆認(rèn)為他需要更加精確的腦部成像技術(shù)。于是，1996年，利姆等人成為世界上第一批使用磁共振擴(kuò)散張量成像技術(shù)探索人腦結(jié)構(gòu)的團(tuán)隊(duì)。與保守的核磁共振只能看清大腦中的灰質(zhì)、白質(zhì)和神經(jīng)軸突相比，磁共振擴(kuò)散張量成像能夠清晰呈現(xiàn)腦神經(jīng)纖維與腦部不同區(qū)域的聯(lián)系狀況。
在凱溫·利姆的帶領(lǐng)下，其他的神經(jīng)學(xué)家利用磁共振擴(kuò)散張量成像對(duì)人腦開(kāi)始進(jìn)行一連串的研究，包括上癮、癲癇癥、腦外傷以及歇斯底里等多種腦神經(jīng)疾病。在研究過(guò)程中，凱溫·利姆的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)酒精中毒者腦中的白質(zhì)與其他組織的聯(lián)系減弱，從而削弱了其認(rèn)知能力。而在基因領(lǐng)域，磁共振擴(kuò)散張量成像也頗有作為，比如，凱溫·利姆他們發(fā)現(xiàn)有患上老年癡呆癥危險(xiǎn)的健康人，在其腦部的某個(gè)部分存在微小的結(jié)構(gòu)性缺陷，缺陷部分與大腦的其他組織沒(méi)有聯(lián)系。凱溫·利姆和他的團(tuán)隊(duì)堅(jiān)信能夠憑借磁共振擴(kuò)散張量成像的技術(shù)發(fā)現(xiàn)治療從精神分裂癥到老年癡呆癥治療途徑，為求醫(yī)心切的病人找到希望。
時(shí)至今日，還有人把人類(lèi)的身體看成機(jī)器？美國(guó)麻省理工學(xué)院的材料科學(xué)家薩布拉·蘇瑞士正是這樣的人。在花費(fèi)了20年研究像微電路組件薄膜這樣的納米材料后，薩布拉·蘇瑞士和他的研究小組在2003年以后開(kāi)始活躍在微生物和醫(yī)藥領(lǐng)域，創(chuàng)造了一門(mén)新的學(xué)科——納米生物力學(xué)。他們運(yùn)用納米的精確測(cè)量技術(shù)研究微小作用力對(duì)人類(lèi)細(xì)胞組織的影響，以及在病毒、寄生蟲(chóng)等作用力下細(xì)胞的物理形態(tài)如何發(fā)生改變。
醫(yī)學(xué)研究者已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，即使是一百萬(wàn)兆分之一牛頓的力，都會(huì)改變?nèi)梭w的細(xì)胞，而多種疾病都是由于力作用引起細(xì)胞物理形態(tài)改變而引起的。如薩布拉·蘇瑞士他們的最近一項(xiàng)研究，發(fā)現(xiàn)健康人的紅細(xì)胞如因瘧原蟲(chóng)侵入而變形，紅細(xì)胞受感染后的剛性比正常細(xì)胞提高了9倍，因此在流過(guò)細(xì)小的毛細(xì)血管時(shí)，很容易戳破血管壁，從而導(dǎo)致內(nèi)出血。
德國(guó)斯圖加特馬普高分子材料學(xué)會(huì)的學(xué)者伊達(dá)德·阿扎特說(shuō)：“許多機(jī)械概念諸如剛性和彈性，在生物學(xué)中也占有很重要的地位。”他認(rèn)為薩布拉·蘇瑞士的研究不但對(duì)寄生蟲(chóng)病有著突破性的進(jìn)展，也將改變對(duì)癌變細(xì)胞的認(rèn)識(shí)有著巨大的作用。
“我們希望用機(jī)械的原理找出治療疾病的新辦法。”納米生物力學(xué)也許在不久的將來(lái)在醫(yī)藥學(xué)領(lǐng)域扮演著越來(lái)越重要的作用。
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