旧物利用——用棉花糖机制造毛细血管

**水凝胶(图片来源:phys.org)

疯狂指数★★★

棉花糖您肯定见过,多半还吃过。可您想过没有,每一根糖丝的直径是多少?答案是35微米,比头发还细。由此,科学家想到了棉花糖机的另一个作用。

不管是研究疾病、还是治疗疾病,都离不开器官,而器官捐献者每年就那么些个,远不能满足需求。所以,科学家们一直希望在实验室里培育出器官来。培育器官的方法跟种豆角差不多,搭个架子,让新生的细胞们沿着它爬。最常用的架子是水凝胶......

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以毒攻毒——用肉毒杆菌治疗子宫内膜内膜异位

**肉毒杆菌模型(图片来源:CDC)

疯狂指数★★★☆

子宫内膜位于子宫的内壁,是孕育生命必不可少的结构。然而,有些人的子宫内膜长错了地方,跑到卵巢、输卵管甚至是肠道里。为什么?不清楚。有没有办法治愈?没有。

我们唯一知道的是,子宫内膜跑到哪里,就会在哪里引起问题,组织增生、形成囊肿——当然,还有疼痛。对于卵巢能正常组织来说,子宫内膜属于异物。遇到异物,神经会兴奋、带动肌肉收缩,进而导致严重的、持续的疼痛。那应该怎么办呢?
就在前不久,有学者提出了一个大胆的想法:用肉毒杆菌毒素......

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AI狂潮——用人工智能定制酶类

**计算机定制酶类(图片来源:nature)

疯狂指数★★★★

酶广泛参与各种生化反应,又非常高效,因此,一直有学者希望把酶类用于工业生产,比如生产药物。问题是,生物环境与工业环境不同,最好根据需要定向改造酶类,增加它们的活性、减少它们的“娇气”。怎么定制呢?

打个比方说,你打算做酸辣土豆丝,却不知道哪一种醋最好。你可以同时炒很多盘,每一盘放一种醋,看看味道如何。传统上的酶类定制,正是运用了这种方法......

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大脑胶水——用血管生成材料修复大脑

**中风(图片来源:webmed)

疯狂指数★★☆
我们的一切情感、一切活动,都离不开大脑。中风患者坏死的脑组织,会被人体逐渐吸收,形成一个空腔,这部分组织所履行的功能,却没有其他神经出手替代。于是,有学者想到了一个点子:家具有了裂纹,可以用胶水粘起来;纸张破了,可以用胶水粘起来;那么,大脑的空腔,是不是也可以粘起来呢?

当然,他们用的不是普通胶水,而是血管内皮生长因子......

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饿死癌症——抗血管生成药物治疗癌症

**血管与癌症(图片来源:aacr)

疯狂指数★★★★★
1961年,犹大·福克斯曼(Judah Folkman)接受美国军方委托,寻找血液的替代品。
福克斯曼找来一些材料,准备测试它们的效果,于是,他把兔子的甲状腺沐浴其中,看看它们能不能存活。

出于好奇,他又把一些癌细胞注射到了培养皿里。癌细胞很快增殖,变成了肿瘤,这在意料之内;意料之外的是,培养皿内的肿瘤大到一定程度就不再变化。
难道,这些癌细胞忽然“改过自新”了?

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纵观这些构想,正应了那句话:“意外之外、情理之中”。它们看着疯狂,却无一不符合科学探索的原则,尊重事实、提出假设、验证假设。当然,生物学、医学总是围绕着细胞打转。您要是觉得不过瘾,可以期待下一辑——《科学家们的疯狂构想(物理篇)》。

 

[参考文献]
[1]The Nobel Prize in Chemistry 2018[EB/OL]. NobelPrize.org, [2019-09-08]. https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/2018/arnold/facts/.
[2]PERKEL J M. The computational protein designers[J]. Nature, 2019, 571: 585–587.
[3]Quiet Celebrity: Interview with Judah Folkman[EB/OL]. Scientific American, [2019-09-08]. https://www.scientificamerican.com/article/quiet-celebrity-interview/.
[4]EARTH R L-S W 12 days ago P. Nuking a Hurricane Would Probably Just Create a Slightly Bigger, Radioactive Hurricane[EB/OL]. livescience.com, [2019-09-08]. https://www.livescience.com/trump-hurricane-nuclear-bomb.html.
[5]LENZER J. Moses Judah Folkman[J]. BMJ : British Medical Journal, 2008, 336(7638): 282.
[6]NIH L R, GOJGINI S, CARMICHAEL S T, 等. Dual-function injectable angiogenic biomaterial for the repair of brain tissue following stroke[J]. Nature Materials, 2018, 17(7): 642–651.
[7]Cotton candy machines may hold key for making artificial organs[EB/OL]. [2019-09-08]. https://phys.org/news/2016-02-cotton-candy-machines-key-artificial.html.
[8]Botox may relieve persistent pelvic pain caused by endometriosis[J]. Science News, 2019.
[9]HUTSON M. AI protein-folding algorithms solve structures faster than ever[J]. Nature, 2019.
[10]悉达多·穆克吉. 众病之王[M]. 李虎, 译. 中信出版社, 2013.
[11]微生物所吴边研究员团队取得人工智能驱动生物制造工业化的重要突破----中国科学院微生物研究所[EB/OL]. [2019-09-08]. http://www.im.cas.cn/xwzx/kyjz/201805/t20180523_5015904.html.

作者简介
赵言昌,临床医学专业,科普作者、科普爱好者,曾获蝌蚪五线谱举办的2018年度「科普创客大赛」文章类三等奖。

栏目简介

《妙想科学》栏目,奇思妙想,以趣味科学主题,集结天下万物。