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隨著納米科學與生物技術的發(fā)展,科學家們認識到腫瘤細胞的生態(tài)微環(huán)境與正常細胞有較大的差異,腫瘤微環(huán)境逐漸成為腫瘤選擇性治療的一個研究熱點。
中科院上海硅酸鹽研究所施劍林研究員、陳雨研究員帶領的科研團隊提出了“納米催化醫(yī)學”的新型腫瘤治療策略,利用多元化、高選擇性和高特異性的催化反應實現(xiàn)安全、無毒藥物在腫瘤區(qū)域微環(huán)境刺激下原位轉化為有毒物質,從而達到選擇性殺死腫瘤細胞而不對正常組織產(chǎn)生毒副作用的目的。相關研究成果日前發(fā)表于《自然—通訊》雜志。
癌癥作為人類的健康殺手,其發(fā)生和死亡率一直都很高,攻克癌癥一直是一個亟待解決的難題。在目前癌癥的治療策略中,化療是一種最常用的手段之一,但常規(guī)的癌癥化療所使用的高毒性的化療藥物其藥效作用于全身,造成強烈的毒副作用的同時,對病灶的藥效則隨之大幅降低。事實上毒副作用與多周期的化療給癌癥病人帶來更大的痛苦,甚至成為癌癥化療病人的主要死亡原因。因而,開發(fā)對腫瘤高毒性、高選擇性、對正常組織器官安全無毒性的治療策略尤為重要。
在這項工作中,研究人員合成了一種枝狀介孔二氧化硅納米粒子作為藥物輸運系統(tǒng)載體,依次負載超小四氧化三鐵納米粒子和葡萄糖氧化酶,構建一種可連鎖催化作用的新型納米催化劑。該納米催化劑中的葡萄糖氧化酶是一種高活性有機酶,且四氧化三鐵納米粒子是一種高效、高穩(wěn)定性的Fenton反應催化劑。
施劍林告訴記者,該催化劑利用腫瘤細胞內旺盛的葡萄糖原料和微酸性代謝環(huán)境,連鎖地進行高效的生物酶催化反應和化學Fenton催化反應。體內動物實驗結果顯示,該納米催化劑對健康的小鼠在1個月的時間內沒有不良影響,表明其具有良好的體內生物安全性。在荷瘤鼠的體內治療毒性研究中發(fā)現(xiàn),其對于4T1乳腺癌腫瘤和U87腦膠質瘤腫瘤的抑制效率分別達64.67 %和57.24 %,表明該納米催化劑具有較好的腫瘤殺傷和抑制能力。
專家表示,這項研究成果實現(xiàn)了安全無毒性的納米醫(yī)學催化劑在腫瘤微環(huán)境刺激下原位生成有毒物質進而殺傷腫瘤,為未來的腫瘤精準治療提供了全新的納米催化醫(yī)學策略。
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