合肥研究院等設計出腫瘤微環境響應的復合納米材料
【化工儀器網 項目成果】腫瘤是指機體在各種致瘤因子作用下，局部組織細胞增生所形成的新生物，也稱贅生物。腫瘤來源于正常細胞，但與正常細胞相比，腫瘤細胞結構，功能等方面區別明顯，且具有具有超正常的增生能力。根據新生物的細胞特性及對機體的危害性程度，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”。
在醫學上，外科手術是治療癌癥最常用的方法之一。1809年，美國的MacDowell首次成功實施了卵巢切除術，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。
據世界衛生組織國際癌癥研究機構(IARC)數據統計，2020年全球新發癌癥病例1929萬例，其中中國新發癌癥457萬人，占全球23.7%。腫瘤已經成為了常見的致病因素。如何有效的控制腫瘤生長，甚至殺死癌細胞，是當下醫學研究重點之一。
2019年，Cancer Cell最新刊登了一篇文章，研究人員發現在禁食狀態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。2022年英國《自然》雜志發表研究稱，使用CRISPR基因組編輯(一個源于細菌的系統)，生成了患者特異性T細胞，可用于個性化治療癌癥，具有潛在可行性。
近日，中國科學院合肥物質科學研究院智能機械研究所研究員吳正巖團隊，聯合山東濱州醫學院教授張桂龍和魏鵬飛，設計出一種核殼結構銅基納米復合材料。該復合材料具有腫瘤微環境響應的磁共振成像性能以及殺死腫瘤細胞的能力，從而實現對腫瘤的特異性多模式診療。
銅基納米材料具有極強的催化類芬頓反應的能力，可提高細胞內的活性氧水平，從而抑制腫瘤的生長，但穩定性較差。為了解決這一問題，該團隊開發了一種對腫瘤微環境響應的核殼結構銅基納米復合材料，并將靶向腫瘤細胞的靶標連接到其表面，再借助材料中氧化鐵殼層的空間位阻效應的保護，促進該復合材料到達腫瘤部位。到達腫瘤部位后，該材料會被腫瘤微環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，消耗了谷胱甘肽，加速了芬頓和類芬頓反應，提高了細胞內的活性氧水平，加劇了細胞內的氧化應激，最終誘導腫瘤細胞凋亡和鐵死亡。這種方式可以實現磁共振成像引導的腫瘤治療，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于近日發表在Small上。
參考來源： 合肥物質科學研究院
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