細(xì)胞是構(gòu)成人體最基本的單元，一項最新的研究或許可以讓科學(xué)家把細(xì)胞當(dāng)作原材料，開展一些既新穎又有趣的嘗試。

卡爾·戴瑟洛斯（Karl Deisser-oth）是美國斯坦福大學(xué)的精神病學(xué)家兼生物工程師，在今年3月的《科學(xué)》雜志上，他所在的團(tuán)隊發(fā)表了一項研究，報道了如何使特定的細(xì)胞表面產(chǎn)生載電或阻電聚合物。這項工作有望讓研究人員在未來使用細(xì)胞建造大規(guī)模的結(jié)構(gòu)，或者改善假肢與大腦之間的連接。

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從中期來看，這項技術(shù)在生物電療領(lǐng)域有一定的應(yīng)用前景，因為它可以用于傳遞治療性的電脈沖。

長期以來，研究人員專注于研究如何在避免損壞周圍組織的同時，向生物體內(nèi)引入導(dǎo)電或阻電聚合物。畢竟刺激特定的細(xì)胞（比如干預(yù)癲癇發(fā)作）比向整個機體注入藥物精確得多，而后者會引發(fā)大量副作用。

不過，目前引入生物電的方法依然有很多缺點，例如現(xiàn)有手段無法對細(xì)胞加以區(qū)分，只能直接作用于大量細(xì)胞。

這項全新的技術(shù)利用病毒將目標(biāo)基因傳遞給特定類型的細(xì)胞，并誘導(dǎo)它們在表面產(chǎn)生Apex2酶。這種酶會激發(fā)前體分子和細(xì)胞間的過氧化氫發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)而使前體分子融進(jìn)靶細(xì)胞上的聚合物中。

凱文·奧托（Kevin Otto，并未參與這項研究）是美國佛羅里達(dá)大學(xué)的生物醫(yī)學(xué)工程師，曾在《科學(xué)》上與合作者發(fā)表了關(guān)于這項研究的評論。他說：“該研究的創(chuàng)新之處在于，將多個新興領(lǐng)域集中在一個案例中，在活體組織內(nèi)利用合成生物學(xué)組裝導(dǎo)電聚合物，并使細(xì)胞相互連接，這一點非常新穎。”

研究人員分別在嚙齒動物腦細(xì)胞、人工培養(yǎng)的腦細(xì)胞和蠕蟲中測試了整個過程，并監(jiān)測了細(xì)胞的功能。他們還向活鼠的大腦內(nèi)注射了相關(guān)成分，以此證明這種方法的安全性。

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評論提到，這項研究提高了刺激神經(jīng)元的精確度，這將為改善抑郁癥或治療帕金森病奠定基礎(chǔ)。它還能精確地鎖定那些向大腦傳遞信息的細(xì)胞，而這有可能為截肢者佩戴的假肢賦予知覺。

戴瑟洛斯看到了這項研究更廣闊的應(yīng)用前景。他說：“我們能夠通過基因定位，在特定的細(xì)胞體內(nèi)構(gòu)建結(jié)構(gòu)，因此能夠只在目標(biāo)細(xì)胞內(nèi)建造我們需要的東西。這非常令人興奮，也具有很廣闊的前景。這是對基本科學(xué)問題的探索：我們能做什么？我們能在生物體內(nèi)利用它們的結(jié)構(gòu)復(fù)雜性構(gòu)建什么？”

不過，這項技術(shù)目前仍然面臨一些障礙。奧托說：“對于在人體內(nèi)開展基因治療，還存在一些監(jiān)管上的障礙。”另外，這項技術(shù)的耐久性，以及在更高級物種中的可行性也有待進(jìn)一步驗證。

撰文：西蒙·梅金（Simon Makin）

翻譯：馬曉彤

文章來源：環(huán)球科學(xué)