物理科技生物学-PHYICA

推女郎圣光科学家设计出不使用药物就能杀死癌细胞的“特洛伊木马”方法

纳米技术 2022-05-28 23:58:10

南洋理工大学 (从左至右)NTU研究团队的成员包括材料科学与工程学院的助理教授戴道顿、研究助理吴锦荣和李岗中国医学院的谭恩光副教授

信用:NTU新加波 新加坡南洋理工大学(NTU新加坡)的一个研究小组发现,在实验室实验中,癌细胞已经被杀死,小鼠体内的肿瘤生长也减少了,这种新方法将纳米粒子变成一种“特洛伊木马”,导致癌细胞自毁

研究人员通过在纳米粒子上涂上一种特定的氨基酸——左旋苯丙氨酸——来制造他们的“特洛伊木马”,癌细胞依靠这种氨基酸以及其他类似的氨基酸来生存和生长

l-苯丙氨酸是一种“必需”氨基酸,因为它不能由身体制造,必须从食物中吸收,通常是从肉类和奶制品中

其他研究小组的研究表明,癌细胞缺乏氨基酸可以减缓或阻止肿瘤的生长

科学家认为,剥夺癌细胞的氨基酸,例如通过禁食或缺乏蛋白质的特殊饮食,可能是治疗癌症的可行方法

然而,这种严格的饮食制度并不适用于所有患者,包括那些有营养不良风险或患有恶病质的患者,恶病质是一种由慢性疾病引起的疾病,会导致体重和肌肉的极度减少

此外,对许多患者来说,遵守这些制度是非常困难的

为了利用癌细胞对氨基酸的依赖性,同时避免严格饮食制度的挑战,NTU的研究人员设计了一种新的替代方法

他们拿走了一种被美国食品和药物管理局命名为“公认安全”的二氧化硅纳米粒子,并在其上涂上了左旋苯丙氨酸,发现在对小鼠的实验室测试中,它通过使癌细胞自毁,有效且非常特异地杀死了癌细胞

在实验室测试中,科学家发现纳米pPAAM杀死了约80%的乳腺癌、皮肤癌和胃癌细胞,这与顺铂等常规化疗药物相当

信用:NTU新加波 抗癌治疗性纳米粒子是超小的,其直径为30纳米,或比一缕人发小约30,000倍,并被命名为“纳米级苯丙氨酸多孔氨基酸模拟物”,或纳米过氧化物酶体, 研究小组说,他们的发现最近发表在科学杂志《小》上,可能为纳米疗法的未来设计带来希望

该研究的主要作者、材料科学与工程学院的助理教授道尔顿·泰说:“与传统观点相反,我们的方法包括使用纳米材料作为药物,而不是作为药物载体

在这里,纳米pPAAM的癌症选择性和杀伤特性是内在的,不需要被任何外部刺激“激活”

氨基酸L-苯丙氨酸就像一个“特洛伊木马”——一个掩盖内部纳米治疗的斗篷

" “通过去除药物成分,我们有效地简化了纳米药物的配方,并可能克服许多技术障碍,这些障碍阻碍了基于药物的纳米药物从工作台到床边的转化

" 纳米pPAAM的内在抗癌治疗特性 作为概念的证明,科学家们在实验室和小鼠身上测试了纳米pPAAM的功效,发现纳米粒子杀死了约80%的乳腺癌、皮肤癌和胃癌细胞,这与顺铂等常规化疗药物相当

与对照模型相比,具有人类三阴性乳腺癌细胞的小鼠的肿瘤生长也显著减少

这种抗癌治疗性纳米粒子是超小的,直径为30纳米,或者说比一缕人发小大约30000倍,被命名为纳米聚丙烯酰胺

信用:NTU新加波 进一步的研究表明,纳米pPAAM的氨基酸涂层有助于纳米粒子通过氨基酸转运细胞LAT1进入癌细胞

一旦进入癌细胞,纳米过氧化氢酶会刺激过量的活性氧(ROS)产生——一种体内的活性分子——导致癌细胞自毁,同时对健康细胞无害

合著者之一、来自NTU李光前医学院的谭恩光副教授说:“在目前的化疗药物治疗中,面临的一个共同问题是复发性癌症对药物产生耐药性

我们的策略不包括使用任何药物,而是依靠纳米颗粒的独特性质来释放灾难性水平的活性氧来杀死癌细胞

" 陈笃生医院的乳腺癌专家陈恩宇副教授提供了一个独立的观点,他说:“这种新方法对于化疗等常规治疗无效的癌细胞很有希望

这种癌症通常会对目前使用的药物产生耐药性,从而导致无效

然而,癌细胞可能仍然容易受到“特洛伊木马”方法的影响,因为它通过一种完全不同的机制起作用——一种细胞无法适应的机制

" 科学家们现在正在寻求进一步完善纳米pPAAM的设计和化学成分,使其在靶向特定癌症类型方面更加精确,并达到更高的治疗效果

这包括将他们的方法与其他疗法相结合,如利用人体免疫系统对抗癌症的免疫疗法

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