浸大帶領研發多功能納米機械人 精準降解污染物及除菌成效顯著

由香港浸會大學領導的協作研究團隊，研發出一款配備銀和金兩種金屬納米棒的多功能納米機械人，能有效降解污染物及去除細菌，並可透過磁場控制其移動。該發明在抗菌處理、污水管理及生物醫學領域具有廣泛的應用潛力。

多功能納米機械人的結構。

化學污染物、致病細菌及生物膜（聚合於黏性物質的微生物群落）對公共衞生構成嚴重威脅。為此，科學家研發了各種具備催化和抗菌特性的納米平台。然而，開發可透過遠端控制，精確地鎖定目標並移動的納米機械人，從而提高處理方案的效能和靈活性，仍是一項挑戰。

浸大化學系副教授梁湛輝教授與中國科學技術大學、合肥工業大學和安徽醫科大學第一附屬醫院東城院區的科學家合作，設計及製造出一個具有分解有機污染物的能力和抗菌特性，並可去除生物膜的多功能納米機械人。研究結果已刊載於學術期刊《Advanced Healthcare Materials》。

該多功能納米機械人擁有空心球形結構，其組成和特點包括：

由氧化鐵組成的核心：氧化鐵屬磁性材料，讓納米機械人能夠透過磁場控制，按照既定的路徑移動。
由銀和金兩種金屬納米棒組成的中間層：可作為催化劑，促進降解有機污染物的化學反應，並抑制細菌的生長或破壞其功能。
由聚多巴胺製成的表層：具備生物相容性的材料，能保護和穩定內部結構。
闊大內腔及微孔結構：可利用作為藥物載體。
為測試納米機械人降解污染物的效能，研究團隊製作出模擬微型污水池，納米機械人在磁場的驅動下，準確地移至其中兩個池室，並停留一分鐘。其後進行的測試顯示，池室內的「4-硝基苯酚」（工業和農業活動產生的有機污染物）和「亞甲藍」（工業污水中的有機染料）的水平均顯著下降。

浸大化學系副教授梁湛輝教授領導的協作研究團隊，研發出能有效降解污染物及去除細菌的多功能納米機械人。

研究團隊亦發現納米機械人具備抗菌能力。團隊透過裝載光敏劑「鋅酞菁」的納米機械人進行測試，了解配合銀和金兩種物質，在各種條件下對大腸桿菌和金黃葡萄球菌的抗菌效果。這些條件包括以磁場控制納米機械人的移動，以及施加近紅外線激光及氙氣燈等光源。當磁場、近紅外線及氙氣燈三者並用，載有鋅酞菁的納米機械人可抑制高達99.9%的細菌繁殖。

由磁場驅動載有鋅酞菁的納米機械人，還能有效去除細菌生物膜。研究人員把納米機械人放進長有生物膜的實驗皿及Ｕ型管，並施加磁場及光源照射，納米機械人能有效破壞並去除生物膜。當磁場、近紅外線激光及氙氣燈三者並用，移除生物膜的效果最為顯著，同時錄得最低的細菌存活率。研究突顯納米機械人在處理與生物膜相關的感染，以及導管等密閉空間堵塞的潛力。

梁湛輝教授表示：「研究結果顯示，由研究團隊開發的多功能納米機械人，具有精準的催化能力、高度抗菌特性，並能有效移除生物膜。它的移動能夠以磁場引導，令降解污染物和抗菌活動可以在受控的情況下精準和有效地進行。這種多功能納米機械人在污水處理、生物醫學以及其他領域，具有龐大的應用潛力。」

香港浸會大學領導的研究團隊取得重大突破，首次發現以藥物抑制小鼠腦部的一種蛋白酶，可逆轉由老化和肥胖引發的記憶力衰退和認知缺陷。是次發現為開發治療人類認知障礙和神經退化性疾病的新型藥物，提供了新方向。

香港浸會大學領導的研究團隊取得重大突破，首次發現以藥物抑制小鼠腦部的一種蛋白酶，可逆轉由老化和肥胖引發的記憶力衰退和認知缺陷。Getty設計圖

以往的研究認為，老化和肥胖與神經發炎加劇有關，而神經發炎會導致大腦的記憶中心——海馬體功能失調，包括喪失記憶及其他認知缺陷。相關治療方案的研究一直集中於減輕神經發炎，惟結果並不理想，很大程度在於神經發炎只是導致認知退化的眾多因素之一。

由浸大中醫藥學院教學科研部教授王凱亮教授領導的研究團隊，發現小鼠和人類的神經炎症均會提高一種名為「膜1型基質金屬蛋白酶」（MT1-MMP）的蛋白酶在海馬體的活躍程度。團隊亦發現，即使小鼠神經炎症的情況不變，單是提高MT1-MMP在海馬體的活躍程度，亦會影響小鼠的記憶和認知能力。

研究人員在小鼠模型中，以基因方法阻斷或下調MT1-MMP，並以多項測試評估小鼠的記憶和學習能力。結果顯示，當年老小鼠的MT1-MMP水平降低後，其表現與年幼小鼠相若。研究人員還發現，施用一種MT1-MMP化學抑制劑可改善年老小鼠的學習和記憶力，且未見毒性。

研究團隊進一步在肥胖小鼠使用MT1-MMP化學抑制劑進行測試，結果顯示其學習與記憶能力均有改善。這些實驗結果證明，MT1-MMP有潛力成為針對老化與肥胖相關認知退化的治療標靶。

研究人員亦揭示了MT1-MMP損害腦功能的機制。他們發現，MT1-MMP會破壞海馬體細胞表面名為「GPR158」的受體。這些受體被破壞後，對於維持記憶與認知功能至關重要的蛋白質「骨鈣素」便無法有效運作，因而影響學習和記憶。

浸大中醫藥學院教學科研部教授王凱亮教授（左）領導的研究團隊，為開發治療認知障礙和神經退化性疾病的新型藥物，提供了新方向。圖右為浸大中醫藥學院教學科研部研究助理教授Pallavi Asthana博士。

浸大研究團隊的成果已刊登於國際科學期刊《Cell Discovery》。王凱亮教授表示：「我們的研究首次證明，與老化和肥胖相關的認知障礙，均由與MT1-MMP相關的機制主導。MT1-MMP抑制劑能有效改善認知功能障礙，且沒有發現任何毒性，顯示出具潛力發展成安全有效的藥物治療方案。我們的研究更顯示，MT1-MMP是多種與年齡相關的疾病，包括神經退化、肥胖、糖尿病，以及動脈粥樣硬化的潛在治療標靶。」

展望未來，研究團隊正致力推動MT1-MMP抑制劑的臨床開發，為因老化、肥胖或相關疾病而出現認知退化的患者，提供新的治療選擇。