中國粉體網(wǎng)訊 癌癥病人在化療中通常需要使用高毒性的化療藥物,。由于藥物的非特異性,在殺死癌細(xì)胞的同時,,同樣殺死正常細(xì)胞,,損害正常的組織和器官。事實(shí)上,,70%以上接受化療的癌癥患者,,最后死于藥物毒性。是否可以使用對正常細(xì)胞和組織無毒的納米材料或分子,,讓這些材料或分子進(jìn)入腫瘤后才產(chǎn)生毒性,,或引起毒害作用?最近,,中科院上海硅酸鹽所研究員施劍林團(tuán)隊通過對腫瘤內(nèi)部氧組分或活性氧組分的調(diào)控,,初步實(shí)現(xiàn)了這一構(gòu)思。這為未來的無毒副作用的腫瘤化療提供了可能,。相關(guān)研究成果已經(jīng)發(fā)表在《自然—納米技術(shù)》上,。
該團(tuán)隊一方面采用他們在國際上最早實(shí)現(xiàn)的細(xì)胞核靶向藥物輸運(yùn)策略,將光敏劑直接輸運(yùn)至癌細(xì)胞的核內(nèi),,實(shí)現(xiàn)了在極低光照條件下有效抑制腫瘤生長的目的,;此外,還設(shè)計制備出納米尺寸的閃爍顆粒/半導(dǎo)體核殼結(jié)構(gòu),,在高穿透深度的X射線照射下,,利用閃爍顆粒將高能射線轉(zhuǎn)化為紫外/可見光激發(fā)外層的半導(dǎo)體顆粒,從而使半導(dǎo)體顆粒上產(chǎn)生光生電子和空穴,。其中的光生空穴可以直接氧化水分子,,產(chǎn)生ROS如羥基自由基,使得腫瘤治療可以持續(xù)產(chǎn)生療效,。
研究人員將無毒的金屬樸啉分子裝載入同樣無毒的介孔有機(jī)硅納米顆粒的孔道內(nèi),,當(dāng)這些顆粒被腫瘤吞噬后,加上一個簡單的外部超聲作用,,其中的樸啉分子就會分解釋放出ROS和金屬離子,。ROS殺死癌細(xì)胞,而特定的金屬離子可用于腫瘤部位的磁共振成像,,實(shí)現(xiàn)治療過程的監(jiān)控和評估,。
在此基礎(chǔ)上,,施劍林團(tuán)隊提出了化學(xué)動力學(xué)的腫瘤治療概念。通過一種簡便的方法,,針對性地合成了一種奇特而新穎的納米顆粒,。這種納米顆粒在腫瘤細(xì)胞間質(zhì)的微弱酸性環(huán)境下即可迅速解離釋放大量亞鐵離子;而亞鐵離子歧化瘤內(nèi)累積的過氧化氫而產(chǎn)生大量羥自由基,;最后,,羥自由基引起腫瘤細(xì)胞的蛋白變性、DNA斷裂等一系列氧化損傷,,最終引起癌細(xì)胞的凋亡,。這種納米顆粒在瘤內(nèi)的最終產(chǎn)物為生物安全的鐵離子,不存在傳統(tǒng)藥物載體長期滯留的潛在毒性,。
施劍林表示,,腫瘤的快速生長依賴于充分的氧組分和養(yǎng)分的供給,事實(shí)上是人體的血管系統(tǒng)養(yǎng)活了腫瘤,。為此,,與以上的活性氧組分完全不同的策略是,如果能利用某種可以進(jìn)入腫瘤組織和細(xì)胞的納米顆粒,,這些顆粒能夠大量消耗腫瘤內(nèi)的氧分子,,同時阻塞其中的血管系統(tǒng),阻止外部氧分子和養(yǎng)分的供給,,就有可能實(shí)現(xiàn)腫瘤的饑餓治療,。
施劍林團(tuán)隊采用改進(jìn)的自蔓延燃燒方法,并制備出單分散的,、直徑100納米左右的硅化鎂納米顆粒,。這種納米顆粒在正常組織環(huán)境下性能穩(wěn)定,無毒無害且制備成本很低,。而在腫瘤的弱酸性環(huán)境下,,可以與質(zhì)子反應(yīng)生成硅烷。這種硅烷分子極易與氧分子反應(yīng),,從而達(dá)到抑制腫瘤生長的目的,。這些氧化硅顆粒還可以在一定時間后徹底降解,因此不存在毒副作用,。
施劍林特別強(qiáng)調(diào),目前這一方法還有待于進(jìn)一步改進(jìn),,主要是要尋找有效的納米顆粒表面改性方法,,賦予其足夠長的體內(nèi)血液系統(tǒng)中的循環(huán)時間和主動靶向腫瘤的能力,實(shí)現(xiàn)通過靜脈給藥的無毒副作用腫瘤治療,。