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科研新进展:理化所新型碳基纳米材料的生物应用研究取得进展
时间:2021-04-06 12:15:38  作者:lfy  来源:生物谷
再生医学网获悉,近日,中国科学院理化技术研究所光电功能界面材料实验室自2010年开始研究基于纳米金刚石的癌症治疗体系
  癌症,一直以来都是人类健康最大的“杀手”。而癌症之所以难以治疗,与癌细胞的转移机制有很大关系。在过去,尽管科学家研制出了许多针对癌症治疗的药物,但由于其载体材料存在局限性,所以临床实际应用效果并不理想。不过,随着纳米技术的兴起与发展,这一难题近日迎来了转变契机。

  再生医学网获悉,近日,中国科学院理化技术研究所光电功能界面材料实验室自2010年开始研究基于纳米金刚石的癌症治疗体系,发现在酸性细胞环境内,纳米金刚石-顺铂体系可实现顺铂药物的缓释效果,能显着抑制HeLa细胞的增殖(Small 2010,6,1514-1519)。后续研究发现了高压高温法制备的纳米金刚石对HepG2细胞的迁移抑制效果(Physica Status Solidi A 2016,213,2131-2137)。特定浓度的羧基化纳米金刚石可显着抑制癌细胞中波形蛋白的表达,从而抑制HeLa和C6细胞的迁移(Diam Relat Mater 2020,105,107809)。近期,该课题组合成了纳米金刚石-二氧化钛复合材料,可在可见光下对癌细胞进行选择性杀伤,并抑制癌细胞的迁移。该研究为开发低毒性、多功能的光敏剂提供了新思路,在细胞诊疗与迁移方面具有潜在应用价值(Carbon 2021,174,90-97)。
  此外,该课题组还对纳米金刚石对肿瘤细胞迁移的抑制机制及其在体内的作用展开了深入探讨。结果表明,羧基化纳米金刚石可以提高肿瘤细胞与基底的粘附能力,从而导致细胞运动受限。在分子机理上主要表现在羧基化纳米金刚石能够下调N-钙粘蛋白和波形蛋白的表达,上调E-钙粘蛋白的表达,通过TGF-β信号通路逆转EMT过程。通过Phalloidin染色实验证实了羧基化纳米金刚石会损害F-肌动蛋白细胞骨架的组装,减少应力纤维和板状伪足的形成,进而抑制肿瘤细胞的迁移。利用小鼠肺转移模型验证了羧基化纳米金刚石在体内对肿瘤转移的抑制作用。未来,羧基化纳米金刚石有望作为简单的载体和探针,并在生物医学领域作为肿瘤细胞迁移的新型抑制剂,在调控细胞行为方面发挥积极作用。
  与其他药物载体材料相比而言,该材料具有良好的生物相容性和易于被功能化修饰等优势。因此,再生医学网认为,随着该项研究成果问世,将会彻底改写癌症等恶性疾病的药物治疗史。除此之外,也将极大提升我国纳米材料学发展水平。
关键字:碳基,纳米材料,纳米材料
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