化學家設計了一種基於碳水化合物的分子，可以透過自組裝成纏結的奈米纖維網來包圍和扼殺骨癌細胞（J. Am. Chem. Soc. 2014, DOI: 10.1021/ ja5111893）。這種分子不會傷害健康細胞，因為它的組裝是由癌細胞上過度表達的酶觸發的。
紐約城市大學亨特學院的 Rein V. Ulijn 說，在細胞周圍構建分子籠的靈感來自大自然。許多人體細胞都包裹在細胞外基質中——這是一個複雜的生物分子網路，為組織提供結構，促進細胞間通訊，並捕獲營養物質。科學家們正在開發能夠自發組裝成這種基質的簡化版本的分子，為細胞提供生長培養基，特別是用於組織工程。
該領域主要關注自組裝肽。在最近的一項研究中，布蘭迪斯大學 的 Bing Xu 及其同事設計了一種非營養性肽，僅當其磷酸基團被移除時才會聚集併吞噬癌細胞 (Angew. Chem. Int. Ed. 2014, DOI: 10.1002/anie.201402216）。不含磷酸基團的肽具有親水端和疏水端，這使得它們像細胞膜中的脂質一樣組裝。磷酸基團上的負電荷會在分子之間產生靜電斥力，從而阻止組裝。這種磷酸開關非常適合靶向癌細胞，因為某些型別的癌細胞過度表達鹼性磷酸酶，這是一種可以裂解磷酸鹽的酶。
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Ulijn 和他的同事，包括葡萄牙 米尼奧大學 的 Iva Pashkuleva，認為他們可以使基於碳水化合物的分子以相同的方式運作。Ulijn 說，與肽相比，碳水化合物可以產生更多樣化的結構，從而開闢新的可能應用。因此，為了製造他們的網狀分子，研究人員首先選擇了親水性碳水化合物葡萄糖胺，並添加了一個疏水性芳香基團，以產生一個可以自組裝的分子。然後他們在糖上添加了一個磷酸基團。
為了測試該分子的抗癌能力，研究人員將其新增到骨癌細胞培養物以及正常軟骨細胞中，後者的鹼性磷酸酶活性僅為癌細胞中的約 5%。七小時後，約 95% 的骨癌細胞死亡，而只有 15% 的軟骨細胞死亡。
細胞的掃描電子顯微鏡影像顯示骨癌細胞表面存在籠狀水凝膠。雖然細胞死亡的機制仍然未知，但 Ulijn 懷疑奈米纖維籠窒息了癌細胞，既不允許營養物質進入，也不允許廢物排出。
布蘭迪斯大學的 Xu 說，這項研究很好地證明了高酶活性可以作為靶向癌細胞的一種方法。Xu 的一個擔憂是，該團隊需要使用的分子濃度高於藥物的典型濃度。高濃度通常需要患者服用大劑量，這通常意味著高風險的副作用。Ulijn 同意他的團隊需要研究他們自組裝碳水化合物的可能副作用。