中科院上硅所找到系列方法 , 让物“纳米小车”精准摧毁癌细胞

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▲硅化镁纳米颗粒诱导肿瘤饥饿治疗原理图还有没有更简单的路径?该团队又想到了超声作为刺激源。

超声在临床上普遍使用,无无害且几乎没有穿透深度限制。课题组将无的金属朴啉分子装载入介孔有机硅纳米颗粒的孔道内。这种纳米颗粒同样无,且具有优异的生物相容性。

这辆 " 分子运输车 " 不仅可以运输物,还可实现治疗过程的控:当这些颗粒被肿瘤吞噬后,加上一个简单的外部超声作用,其中的朴啉分子就会分解释放出 ROS 和金属离子。ROS 杀死癌细胞,而特定的金属离子则可用于肿瘤部位的磁共振成像,方便医生对治疗过程进行控和评估。

科学家的 " 脑洞 " 不止于此。他们还想寻找更简便的方法——能否不使用任何外源的响应刺激,而只是利用肿瘤内源性的特异微环境,让肿瘤自己产生足以杀死自己的 ROS?

于是,继超声驱动之后,施剑林团队又提出了化学动力学的肿瘤治疗概念,这是一次跨学科的尝试。在环境科学中,有一种芬顿反应,可以利用铁离子的催化作用产生 ROS,实现有机污染物的降解。要知道,大多数实体肿瘤会大量高表达过氧化氢,能否用芬顿反应来产生 ROS,杀灭癌细胞呢?

可惜的是,肿瘤内表达过氧化氢的量还是太低,不足以有效启动芬顿反应,产生足够杀死癌细胞的 ROS。为此,科学家们合成了一种奇特而新颖的软铁磁性非晶铁纳米颗粒,它在肿瘤细胞间质的微弱酸性环境下,可立即迅速解离释放大量亚铁离子。接着,亚铁离子可歧化瘤内累积的过氧化氢而产生大量羟自由基,由此引发肿瘤细胞的一系列氧化损伤,最终让癌细胞凋亡。

施剑林说,与传统策略相比,该策略显著提高了治疗的特异性,还可在瘤内原位产生羟自由基,无需外界额外能量,有效避免能量穿透深度的限制以及外界能量输入所引起的副作用,不存在传统物载体长期滞留的潜在性。

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