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合肥研究院等設(shè)計(jì)出腫瘤微環(huán)境響應(yīng)的復(fù)合納米材料
2023年12月21日 11:10:51
來源：化工儀器網(wǎng) 作者：楊 點(diǎn)擊量：13873
近日，中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院智能機(jī)械研究所研究員吳正巖團(tuán)隊(duì)，聯(lián)合山東濱州醫(yī)學(xué)院教授張桂龍和魏鵬飛，設(shè)計(jì)出一種核殼結(jié)構(gòu)銅基納米復(fù)合材料。該復(fù)合材料具有腫瘤微環(huán)境響應(yīng)的磁共振成像性能以及殺死腫瘤細(xì)胞的能力，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)腫瘤的特異性多模式診療。
【化工儀器網(wǎng) 項(xiàng)目成果】腫瘤是指機(jī)體在各種致瘤因子作用下，局部組織細(xì)胞增生所形成的新生物，也稱贅生物。腫瘤來源于正常細(xì)胞，但與正常細(xì)胞相比，腫瘤細(xì)胞結(jié)構(gòu)，功能等方面區(qū)別明顯，且具有具有超正常的增生能力。根據(jù)新生物的細(xì)胞特性及對(duì)機(jī)體的危害性程度，又將腫瘤分為良性腫瘤和惡性腫瘤兩大類，其中惡性腫瘤就是我們通常說的“癌”。
在醫(yī)學(xué)上，外科手術(shù)是治療癌癥最常用的方法之一。1809年，美國的MacDowell首次成功實(shí)施了卵巢切除術(shù)，揭開了腫瘤外科治療新的一頁。此外，腫瘤的常用治療方法還包括放療、化療、靶向治療等方法。
據(jù)世界衛(wèi)生組織國際癌癥研究機(jī)構(gòu)(IARC)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，2020年全球新發(fā)癌癥病例1929萬例，其中中國新發(fā)癌癥457萬人，占全球23.7%。腫瘤已經(jīng)成為了常見的致病因素。如何有效的控制腫瘤生長，甚至殺死癌細(xì)胞，是當(dāng)下醫(yī)學(xué)研究重點(diǎn)之一。
2019年，Cancer Cell最新刊登了一篇文章，研究人員發(fā)現(xiàn)在禁食狀態(tài)下使用二甲雙胍可以顯著抑制腫瘤生長，并提出PP2A-GSK3β-MCL-1通路可能是腫瘤治療的新靶點(diǎn)。2022年英國《自然》雜志發(fā)表研究稱，使用CRISPR基因組編輯(一個(gè)源于細(xì)菌的系統(tǒng))，生成了患者特異性T細(xì)胞，可用于個(gè)性化治療癌癥，具有潛在可行性。
近日，中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院智能機(jī)械研究所研究員吳正巖團(tuán)隊(duì)，聯(lián)合山東濱州醫(yī)學(xué)院教授張桂龍和魏鵬飛，設(shè)計(jì)出一種核殼結(jié)構(gòu)銅基納米復(fù)合材料。該復(fù)合材料具有腫瘤微環(huán)境響應(yīng)的磁共振成像性能以及殺死腫瘤細(xì)胞的能力，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)腫瘤的特異性多模式診療。
銅基納米材料具有極強(qiáng)的催化類芬頓反應(yīng)的能力，可提高細(xì)胞內(nèi)的活性氧水平，從而抑制腫瘤的生長，但穩(wěn)定性較差。為了解決這一問題，該團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種對(duì)腫瘤微環(huán)境響應(yīng)的核殼結(jié)構(gòu)銅基納米復(fù)合材料，并將靶向腫瘤細(xì)胞的靶標(biāo)連接到其表面，再借助材料中氧化鐵殼層的空間位阻效應(yīng)的保護(hù)，促進(jìn)該復(fù)合材料到達(dá)腫瘤部位。到達(dá)腫瘤部位后，該材料會(huì)被腫瘤微環(huán)境中的弱酸條件和谷胱甘肽瓦解并釋放金屬離子和超小氧化鐵。這一過程激活了磁共振成像信號(hào)，消耗了谷胱甘肽，加速了芬頓和類芬頓反應(yīng)，提高了細(xì)胞內(nèi)的活性氧水平，加劇了細(xì)胞內(nèi)的氧化應(yīng)激，最終誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡和鐵死亡。這種方式可以實(shí)現(xiàn)磁共振成像引導(dǎo)的腫瘤治療，為腫瘤的特異性多模式診療提供了新借鑒。
相關(guān)研究成果Tumor Microenvironment–Activated Nanostructure to Enhance MRI Capability and Nanozyme Activity for Highly Tumor-Specific Multimodal Theranostics于近日發(fā)表在Small上。
參考來源： 合肥物質(zhì)科學(xué)研究院
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