纳米粒子“特洛伊木马”引发癌细胞自毁

新加坡南洋理工大学(NTU Singapore)的一个研究小组发现，使用一种新方法，将纳米颗粒变成导致癌细胞自我毁灭的“特洛伊木马”，在实验室实验中杀死癌细胞，并减少小鼠体内的肿瘤生长。

研究人员通过包裹一种特定的氨基酸——l -苯丙氨酸，以及其他类似的氨基酸，制造了他们的“特洛伊木马”纳米颗粒。癌细胞依赖这种氨基酸和其他类似的氨基酸生存和生长。l -苯丙氨酸被称为“必需”氨基酸，因为它不能由人体制造，必须从食物中吸收，尤其是从肉类和奶制品中。

其他研究团队的研究表明，癌症肿瘤的生长可以通过“饥饿”癌细胞的氨基酸来减缓或阻止。科学家们认为，通过禁食或缺乏蛋白质的特殊饮食，剥夺癌细胞的氨基酸，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的患者或恶病质患者——一种由慢性疾病引起的疾病，会导致极度的体重和肌肉损失。此外，对许多患者来说，依从性将是非常具有挑战性的。

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，南大的研究人员设计了一种新的替代方法。

他们使用了一种被美国食品和药物管理局指定为“公认安全”的二氧化硅纳米颗粒，并在其表面涂上l -苯丙氨酸，并在实验室对小鼠进行的测试中发现，这种纳米颗粒通过使癌细胞自我毁灭，可以有效地、非常具体地杀死癌细胞。

这种抗癌治疗用纳米颗粒非常小，直径为30纳米，约为人类头发丝的3万分之一，被命名为“纳米苯丙氨酸多孔氨基酸模拟物”，或Nano-pPAAM。

他们的研究结果最近发表在科学杂志上小研究小组说，这可能为未来的纳米疗法设计带来希望。

该研究的主要作者、材料科学与工程学院的助理教授Dalton Tay说:“与传统观点不同，我们的方法是将纳米材料用作药物而不是药物载体。在这里，Nano-pPAAM的癌症选择性和杀伤特性是固有的，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’——一件隐藏纳米疗法内部的斗篷。”

“通过去除药物成分，我们有效地简化了纳米药物配方，并可能克服阻碍基于药物的纳米药物从实验室到床边转化的众多技术障碍。”

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Nano-pPAAM的功效，发现纳米颗粒杀死了大约80%的乳腺癌、皮肤癌和胃癌细胞，这与顺铂等传统化疗药物相当。与对照模型相比，人类三阴性乳腺癌细胞小鼠的肿瘤生长也显著降低。

进一步的研究表明，Nano-pPAAM的氨基酸包被有助于纳米颗粒通过氨基酸转运细胞LAT1进入癌细胞。一旦进入癌细胞，Nano-pPAAM会刺激体内产生过多的活性氧(ROS)——一种反应性分子——导致癌细胞自我毁灭，同时对健康细胞无害。

南洋理工大学李光前医学院副教授Tan Nguan Soon说:“在目前的化疗药物治疗中，面临的一个常见问题是复发性癌症对药物产生耐药性。我们的策略不涉及使用任何药理药物，而是依靠纳米颗粒的独特特性来释放灾难性的活性氧(ROS)来杀死癌细胞。”

Tan Tock Seng医院的乳腺癌专家Tan Ern Yu副教授提供了一个独立的观点，他说:“这种新方法对那些对化疗等常规治疗无效的癌细胞有很大的希望。这类癌症通常已经进化出对目前使用的药物产生耐药性的机制，使其失效。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。”

科学家们现在正寻求进一步完善Nano-pPAAM的设计和化学成分，使其更精确地靶向特定癌症类型，并实现更高的治疗效果。

这包括将他们的方法与其他疗法结合起来，比如利用身体免疫系统对抗癌症的免疫疗法。

参考:吴忠，林鸿科，谭世杰，等。强效设计:氨基酸模仿具有内在抗癌靶向特性的多孔纳米疗法。小, 2020年。doi:10.1002 / smll.202003757

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