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我科学家设计新型纳米武器精准打击癌细胞
2020-12-09
科技日报

  传统癌症化疗在靶向性、耐药性、副作用、转移复发等方面存在一系列问题。近日,天津大学药物科学与技术学院赵燕军、王征团队设计了一种基于细胞铁死亡机理的新型纳米药物载体,其具有选择性、广谱性等特点,有望在对正常细胞“零损伤”的前提下,高效消灭实体肿瘤细胞,相关研究成果发表在《美国化学会纳米研究》(ACS Nano)杂志上,为人类战胜癌症带来新的希望。

  铁死亡是一种铁离子依赖的新型细胞死亡方式,其在形态、生化和遗传特征上都与凋亡、自噬等其它细胞死亡途径不同,具体特征是细胞内氧化还原稳态失衡。还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADPH)是维持细胞内氧化还原稳态的关键分子之一,研究者发现通过选择性消耗肿瘤细胞内NADPH可增强肿瘤细胞的铁死亡。

  赵燕军、王征教授团队设计了一种高分子纳米胶束载体,包含“偶氮苯”和“硝基咪唑”两种功能基团,具有双重缺氧敏感特性,可以达到增敏细胞铁死亡效果。同时在纳米胶束中包载小分子铁死亡诱发剂,选择性攻击癌细胞。

  团队以小鼠乳腺癌细胞为模型,实验结果表明,这种高分子载体不仅可以增强肿瘤细胞的药物摄取、实现药物在细胞内的可控释放,还可大量消耗肿瘤细胞内的NADPH,从而增敏肿瘤细胞铁死亡。该团队介绍,由于乏氧实体肿瘤与常氧正常组织内的氧气浓度差异明显,该类载体的铁死亡增敏作用仅限于肿瘤细胞,对正常细胞几乎没有毒性。

  该项成果具有三大优势:一、选择性,依据是否缺氧区分肿瘤组织和正常器官/组织,可减少对健康细胞的“误伤”。二、广谱性,对各类乏氧实体肿瘤均有疗效。三、抗耐药性,对基于凋亡机理的耐药细胞具有高度敏感性。

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