——習(xí)近平總書記在致中國(guó)科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求
——中國(guó)科學(xué)院辦院方針
語(yǔ)音播報(bào)
近日,中國(guó)科學(xué)院上海硅酸鹽研究所施劍林研究員和陳雨研究員在國(guó)際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《化學(xué)學(xué)會(huì)評(píng)論》首次提出“納米催化醫(yī)學(xué)”新概念,并對(duì)該全新概念進(jìn)行了精確定義和全面闡述;還將這一新方法應(yīng)用在腫瘤的高效、安全治療中,為納米醫(yī)學(xué)和臨床醫(yī)學(xué)開辟了全新研究領(lǐng)域。
常規(guī)腫瘤化療采用具有高細(xì)胞毒性的化療藥物,通過(guò)細(xì)胞凋亡或非選擇性壞死的途徑同時(shí)殺死癌細(xì)胞和正常細(xì)胞。如果能夠采用無(wú)毒或低毒的納米顆粒,有選擇性地觸發(fā)腫瘤組織內(nèi)部的特定化學(xué)反應(yīng),則可以實(shí)現(xiàn)一系列生物學(xué)和病理學(xué)響應(yīng),從而可能在不顯著影響正常組織的情況下,實(shí)現(xiàn)腫瘤特異性治療和成像,達(dá)到特異性的癌癥防治目的。
然而,利用催化化學(xué)反應(yīng)實(shí)現(xiàn)選擇性腫瘤診療的相關(guān)技術(shù)進(jìn)步,依賴于基礎(chǔ)化學(xué)、納米技術(shù)和生物醫(yī)學(xué)等多學(xué)科領(lǐng)域的交叉融合與技術(shù)革新,有別于傳統(tǒng)的臨床癌癥診斷模式。
上海硅酸鹽所研究團(tuán)隊(duì)采用改進(jìn)的自蔓延燃燒方法,成功制備出單分散的、直徑約100納米的硅化鎂納米顆粒,實(shí)現(xiàn)了響應(yīng)腫瘤的特異性微環(huán)境,達(dá)到腫瘤特異性的局部饑餓治療效果。這種納米粒子在正常組織的中性環(huán)境下穩(wěn)定,無(wú)毒無(wú)害;而在腫瘤的弱酸性環(huán)境下,可以與質(zhì)子反應(yīng)生成硅烷。這種硅烷分子極易與氧分子反應(yīng),從而大量快速消耗氧組分;同時(shí),產(chǎn)生的中間產(chǎn)物會(huì)原位堵塞血管,防止外部氧分子和養(yǎng)分通過(guò)腫瘤血管系統(tǒng)的供給,從而達(dá)到腫瘤治療效果。最后,這些氧化硅顆粒還可以在一定時(shí)間后徹底降解,從根本上不存在毒副作用。
隨后,研究團(tuán)隊(duì)又合成了一種枝狀介孔二氧化硅納米粒子作為藥物輸運(yùn)系統(tǒng)載體,構(gòu)建出一種新型的納米催化劑。該催化劑利用腫瘤細(xì)胞內(nèi)旺盛的葡萄糖原料和微酸性代謝環(huán)境,連鎖進(jìn)行高效的生物酶催化反應(yīng)和化學(xué)Fenton催化反應(yīng),在殺死腫瘤細(xì)胞的同時(shí),不對(duì)正常組織和器官造成損害。
體內(nèi)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)顯示,該納米催化劑具有較好的腫瘤殺傷、抑制能力以及良好的體內(nèi)生物安全性。
此外,該研究團(tuán)隊(duì)利用瘤內(nèi)催化反應(yīng)策略,開展了外場(chǎng)激發(fā)下催化腫瘤的系列前沿探索工作。如利用介孔氧化硅納米顆粒作為載體,將無(wú)毒的金屬卟啉分子輸運(yùn)至癌癥病灶,在常規(guī)超聲外場(chǎng)作用下,實(shí)現(xiàn)安全高效殺滅腫瘤。
為更好總結(jié)以上催化反應(yīng)實(shí)現(xiàn)腫瘤特異性治療的研究,研究團(tuán)隊(duì)在國(guó)際上首次提出“納米催化醫(yī)學(xué)”新概念,對(duì)其本質(zhì)和應(yīng)用作了定義和討論;并提出了作者對(duì)該領(lǐng)域發(fā)展現(xiàn)狀的觀點(diǎn),展望了納米催化醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的潛在發(fā)展方向。這一工作有望為個(gè)性化生物醫(yī)學(xué)提供一種全新且低毒有效的癌癥診療解決方案,從而為納米醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展提供新思路,將對(duì)化學(xué)、材料、生物和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的交叉研究具有重要指導(dǎo)意義。
?。ㄔd于《經(jīng)濟(jì)日?qǐng)?bào)》 2018-05-21 12版)
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