合肥研究院等设计出肿瘤微环境响应的复合纳米材料
【化工仪器网 项目成果】肿瘤是指机体在各种致瘤因子作用下，局部组织细胞增生所形成的新生物，也称赘生物。肿瘤来源于正常细胞，但与正常细胞相比，肿瘤细胞结构，功能等方面区别明显，且具有具有超正常的增生能力。根据新生物的细胞特性及对机体的危害性程度，又将肿瘤分为良性肿瘤和恶性肿瘤两大类，其中恶性肿瘤就是我们通常说的“癌”。
在医学上，外科手术是治疗癌症最常用的方法之一。1809年，美国的MacDowell首次成功实施了卵巢切除术，揭开了肿瘤外科治疗新的一页。此外，肿瘤的常用治疗方法还包括放疗、化疗、靶向治疗等方法。
据世界卫生组织国际癌症研究机构(IARC)数据统计，2020年全球新发癌症病例1929万例，其中中国新发癌症457万人，占全球23.7%。肿瘤已经成为了常见的致病因素。如何有效的控制肿瘤生长，甚至杀死癌细胞，是当下医学研究重点之一。
2019年，Cancer Cell最新刊登了一篇文章，研究人员发现在禁食状态下使用二甲双胍可以显著抑制肿瘤生长，并提出PP2A-GSK3β-MCL-1通路可能是肿瘤治疗的新靶点。2022年英国《自然》杂志发表研究称，使用CRISPR基因组编辑(一个源于细菌的系统)，生成了患者特异性T细胞，可用于个性化治疗癌症，具有潜在可行性。
近日，中国科学院合肥物质科学研究院智能机械研究所研究员吴正岩团队，联合山东滨州医学院教授张桂龙和魏鹏飞，设计出一种核壳结构铜基纳米复合材料。该复合材料具有肿瘤微环境响应的磁共振成像性能以及杀死肿瘤细胞的能力，从而实现对肿瘤的特异性多模式诊疗。
铜基纳米材料具有极强的催化类芬顿反应的能力，可提高细胞内的活性氧水平，从而抑制肿瘤的生长，但稳定性较差。为了解决这一问题，该团队开发了一种对肿瘤微环境响应的核壳结构铜基纳米复合材料，并将靶向肿瘤细胞的靶标连接到其表面，再借助材料中氧化铁壳层的空间位阻效应的保护，促进该复合材料到达肿瘤部位。到达肿瘤部位后，该材料会被肿瘤微环境中的弱酸条件和谷胱甘肽瓦解并释放金属离子和超小氧化铁。这一过程激活了磁共振成像信号，消耗了谷胱甘肽，加速了芬顿和类芬顿反应，提高了细胞内的活性氧水平，加剧了细胞内的氧化应激，最终诱导肿瘤细胞凋亡和铁死亡。这种方式可以实现磁共振成像引导的肿瘤治疗，为肿瘤的特异性多模式诊疗提供了新借鉴。
相关研究成果Tumor Microenvironment–Activated Nanostructure to Enhance MRI Capability and Nanozyme Activity for Highly Tumor-Specific Multimodal Theranostics于近日发表在Small上。
参考来源： 合肥物质科学研究院
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