使納米顆粒成為腫瘤殺手
中科大研究人員發(fā)現(xiàn)一種特殊短肽，使納米顆粒成為腫瘤殺手。
納米顆粒讓細(xì)胞自噬，這會(huì)讓正常細(xì)胞受害，但如果利用得當(dāng)，或許是摧毀癌細(xì)胞的一道新利器。最近，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院的溫龍平教授研究組發(fā)現(xiàn)了一種短肽，它能夠調(diào)控稀土納米材料所導(dǎo)致的細(xì)胞自噬行為，從而大大降低納米材料的毒副作用，并提高對(duì)腫瘤細(xì)胞的殺傷效應(yīng)。相關(guān)論文近日在線發(fā)表在國際著名學(xué)術(shù)期刊《自然-材料》上。
細(xì)胞自噬是一個(gè)重要的生物學(xué)過程，指細(xì)胞將廢舊的“細(xì)胞機(jī)器”拆解、再回收利用“零件”—好比人類社會(huì)的廢棄物回收再利用。在這個(gè)過程中，生命體利用溶酶體，降解受損的細(xì)胞器、大分子物質(zhì)和長壽命蛋白質(zhì)。只有及時(shí)清理這些“失效機(jī)器”，細(xì)胞才能維持健康穩(wěn)定的工作狀態(tài)。這個(gè)過程與多種重大疾病的發(fā)生、發(fā)展及治療息息相關(guān)。近年來，細(xì)胞自噬研究已成為一個(gè)迅猛發(fā)展的生物學(xué)研究領(lǐng)域。
新近幾年的研究表明，許多納米顆粒進(jìn)入生命體內(nèi)后，可引發(fā)細(xì)胞自噬并促進(jìn)細(xì)胞死亡。然而，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，這種現(xiàn)象如同一把雙刃劍，一方面會(huì)將正常細(xì)胞提早作為廢棄物處理，引起不必要的“死亡”；另一方面，如果在特定細(xì)胞中引發(fā)細(xì)胞自噬，就可幫助疾病治療，如增強(qiáng)癌癥的放化療和免疫治療效果、治療神經(jīng)退行性疾病（如帕金森病等）。
關(guān)鍵自然是如何控制，使納米顆粒只針對(duì)腫瘤細(xì)胞啟動(dòng)“自噬程序”。溫龍平教授想出了一個(gè)好辦法。他的研究小組發(fā)現(xiàn)了一種短肽RE-1，它既能夠準(zhǔn)確識(shí)別出腫瘤細(xì)胞，又能與稀土金屬氧化物和稀土上轉(zhuǎn)換發(fā)光納米材料結(jié)合，將這種納米材料穩(wěn)定地包裹在肽涂層中。這就如同給藥丸包上一層糖衣，使藥物能到達(dá)特定部位釋放——這層肽涂層在遇上正常細(xì)胞時(shí)，可以隔離納米粒子，使其不對(duì)正常細(xì)胞起作用，但當(dāng)遇上腫瘤細(xì)胞時(shí)，它就會(huì)離開納米顆粒表面，與腫瘤細(xì)胞中的短肽RGD結(jié)合，這樣就釋放出了納米粒子，殺死腫瘤細(xì)胞。
通過小鼠實(shí)驗(yàn)表明，該短肽能夠通過抑制納米顆粒與細(xì)胞的相互作用以降低細(xì)胞自噬水平，從而屏蔽由于細(xì)胞自噬而導(dǎo)致的細(xì)胞毒性和組織損傷，提高納米材料的生物安全性。另一方面，該短肽與能夠識(shí)別腫瘤的短肽RGD組成的復(fù)合肽，通過與腫瘤細(xì)胞外的整合素相互作用，而提高稀土納米材料在腫瘤細(xì)胞中的自噬及殺傷效應(yīng)。因此，該發(fā)現(xiàn)有望同時(shí)實(shí)現(xiàn)在正常細(xì)胞中屏蔽自噬和在腫瘤細(xì)胞中提高自噬以增進(jìn)化療的目標(biāo)。
該成果為納米材料在體內(nèi)的診療應(yīng)用提供了新的思路和方法，有效地調(diào)控納米顆粒引發(fā)的自噬效應(yīng)，對(duì)納米材料及納米器件的體內(nèi)應(yīng)用將起到巨大的促進(jìn)作用。
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