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重磅!抗癌纳米“金箍棒” 打断肿瘤的腿

2017-06-29 19:32:45 来源:转化医学网

癌细胞的转移往往会为癌症患者及其家属带来最为沉痛的打击。没有一个人愿意听到这一让人绝望的噩耗。

最常见的癌细胞转移方式是通过爬行离开原始肿瘤并重新根植于身体的其他重要部位。一旦这种状况发生,先前任何昂贵的治疗便在一定程度上失去了意义,癌症复发乃至死亡便将再次缠上人们。

日前,美国佐治亚理工学院科学家开发出一种全新的癌症物理疗法,能够极大程度地限制癌细胞的转移与扩散。从某种意义上说,这种新的癌症临床疗法能够像一根无所不能的“金箍棒”一样,毫不客气地打断癌细胞的双腿并帮助病人告别癌症转移和扩散的厄运。

基于激光加热的纳米金棒结构,研究人员在实体外培养的癌细胞中实现了对后者转移与扩散机制的特异性抑制。

虽然该技术尚处于实验室阶段,但其确实具有极大的临床应用前景。

悄无声息地终止癌症

研究人员表示,基于该项技术的癌症临床疗法具有相对更高的成本效益,能在极大程度上帮助癌症患者节约治疗费用。同时,研究人员也通过动物实验证实了这项技术不具毒性与对于健康细胞的伤害性。

El-Sayed表示:“作为针对癌症的局部治疗技术,该方法也可以保护身体其他部分免受癌症蔓延造成的影响,同时由于其温和特性,该方法可以在必要时进行多次施用。”

打断癌细胞的双腿

基于丝状的伪足凸起,健康细胞可以在必要时转移于组织的不同部位。

但是在恶性肿瘤中,健康细胞的这种功能往往会陷入破坏性的过度驱张状态,产生大量的伪足并趋势癌细胞大肆扩散。

金纳米棒的破坏性

金纳米棒技术能够以两种方式阻止癌细胞伪足的产生。当金纳米棒于局部引入癌细胞时,它们就能够阻塞癌细胞上的突起产生。当它们被癌细胞内的RGD-肽包被时,它们就能与癌细胞内的整联蛋白特异结合并抑制伪足的产生。

靶向纳米棒能够与整合蛋白结合并阻断了其功能,导致后者不能继续引导细胞骨架过度产生,减缓了恶性细胞的迁移。

激光加热

在研究的第二阶段,研究人员应用低能近红外(NIR)光攻击金纳米颗粒,使之具备一定能量并促进癌细胞迁移停止。

“这种光能不会被细胞吸收,但能够被金纳米棒吸收。它们能够加热并部分融化了与它们接触的癌细胞,破坏其表面的伪足。”文章的作者表示。

即便在这种疗法下仍然会有少数癌细胞发生逃逸,但其仍然具有极大的临床可能。

临床的可能性

研究人员目前设计通过直接的金纳米颗粒局部注射来治疗头颈癌,乳腺癌和皮肤癌。

当需要进行更深层次的肿瘤治疗时,临床医生可以用更深层次的纳米棒辅助光纤或内窥镜激光器进行治疗。

研究人员目前已经进行了一年以上的动物实验,并没有在小鼠身上发现这种物理疗法具有任何毒性。

技术背后的个人荣誉

该研究的主要负责人Mostafa El-Sayed博士是世界顶尖生物化学家之一,纳米科技的先驱。美国前总统乔治·W·布什曾授予其总统国家科学勋章和美国化学学会最高荣誉Priestley勋章。奥巴马总统也曾授予El-Sayed为总统国家科学委员会勋章。

同时,在物理化学领域中也存在“El-Sayed Rule”以用于处理电子自旋轨道的复杂问题。

在2005年失去了患癌症的妻子之后,El-Sayed致力于通过他的知识和研究遏制癌症对人们的伤害。

参考资料:

Moustafa R. K. Ali el al., "Targeting cancer cell integrins using gold nanorods in photothermal therapy inhibits migration through affecting cytoskeletal proteins,"PNAS (2017).

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