納米棒：打斷癌細胞的「腿」，成功抑制癌症擴散！

納米棒：打斷癌細胞的“腿”，成功抑制癌症擴散！

來寶網 2017-06-27 18:46

“你的癌症已經轉移了，對不起，”沒有人想聽醫生說。

癌細胞最常見的是通過爬行離開原始腫瘤，在轉移的過程中重新植根身體的重要部位。現在，佐治亞理工學院領導的一個研究小組已經開發出一種新的治療方式，從某種意義上說，是打破癌細胞的腿。

癌細胞經常覆蓋自己的長腿狀突起，使它們能夠蠕變。根據一項新的研究，研究人員已經使用通過激光輕輕加熱的微小金棒來搗毀突起。在實驗室培養（體外）癌細胞人體細胞的實驗中，該治療可以防止細胞遷移（導致轉移的機制）。

這種方法在未來可能潛在地為臨床醫生提供個體腫瘤作為同時對抗癌症致命傳播的武器。醫療領域目前還不足以停止轉移。

首席研究員Mostafa El-Sayed說：“如果癌症在一個地方停留在腫瘤中，你可以抓住它，不太可能會殺死病人，但是當它傳播到身體周圍時，這真的使它致命。

治療也可以很容易地殺死癌細胞，但是在這個實驗中，具體說明它很大程度地顯示細胞遷移是至關重要的。

輕輕地停止癌症

在這些實驗中，在以前的實驗中，實驗治療也免除了健康細胞，使得該方法比常規化學療法對患者繳費少得多。在過去的動物模型測試中，研究人員已經發現，治療中使用的金棒沒有毒副作用，並且發現低能量激光對健康組織沒有可觀察到的損傷。

他們沒有看到治療癌症的復發。

El-Sayed說：“該方法似乎非常有效，作為局部給藥的治療方法，也可以保護身體免受癌症蔓延而遠離治療的腫瘤，而且也非常溫和，因此如果需要，可以多次施用。

聯合主編吳榮虎，第一作者岳武和馬薩法阿裡阿裡發表了他們目前的體外實驗結果，這是光熱金納米棒治療的新發展，於2017年6月26日在國民議事錄科學院公布。研究由國家科學基金和國家衛生研究院資助。

它如何工作：Icky腿

要了解治療如何工作，讓我們仔細觀察細胞，以及在惡性腫瘤中發生的一些事情。

許多人認為細胞是水樣的氣球 - 流體包裹在膜鞘中，細胞器在內部漂浮。但這張照片是不完整的。細胞具有稱為細胞骨架的支撐網格。

細胞骨架還形成稱為絲狀偽足的剛毛突起，其從細胞條紋上稱為lamellipodia的纖維編織物延伸出來。突起通常有助於健康細胞將其位於組織中的位置移動到它們所屬的部分。

但是在惡性腫瘤中，通常健康的細胞功能往往會陷入破壞性的過度驅動。皮層和絲狀偽足大大過度產生。

生物分析化學研究生岳武說：“所有這些鱗翅目和絲狀偽足給予癌細胞雙腿。 “轉移需要那些突起，所以細胞可以行進。

工作原理：粘棒

金納米棒以兩種方式阻止突起。這些棒由少量金原子組成 - 納米指的是僅僅十億分之幾米（尺寸）的東西。

首先，El-Sayed的納米棒在局部引入，在那裡它們阻塞癌細胞上的長腿突起。這些棒被分子（RGD-肽）包被，它們使它們特異性地粘附到稱為整聯蛋白的一種類型的細胞蛋白質上。

計劃生物學博士後研究員閻唐說：“靶向的納米棒將整合蛋白結合起來並阻斷了其功能，所以不能繼續引導細胞骨架過度產生鱗狀細胞和絲狀偽足。單獨整合素的結合減緩了惡性細胞的遷移。

但健康細胞沒有被靶向。研究的第一作者之一，Moustafa Ali說：“有一些特定的整合素在癌細胞中過量產生。 “而且在健康的細胞裡你並沒有發現它們。”

工作原理：溫和的激光加熱

在第二階段，研究人員用具有近紅外（NIR）光的低能激光器擊中金納米顆粒。它呼籲使癌細胞的遷移停止。

“這種光不被細胞吸收，但金納米棒吸收了它，結果，它們加熱並部分融化了與它們相關的癌細胞，破壞了鱗翅目和絲狀偽足，”Ali說。 “它沒有殺死所有的細胞，而不是在這個實驗中，如果我們殺死他們，我們將不能看到我們是否阻止他們遷移。”

如果需要，還可以應用治療來殺死細胞。

動物模型的早期實驗在體內用較熱激光器也不起作用。 “這引起炎症，這使得有可能只加熱一次，”阿裡說。 “因此，這種高溫會消除許多癌細胞，但並不是所有這些細胞，一些隱藏的細胞可能已經存活下來，而且還能夠遷移。”

研究員吳榮虎說：“這種溫和的激光沒有燒傷皮膚或損傷組織，所以可以多次給藥，更徹底地阻止癌細胞的行進。

醫療的可能性

研究人員目前設想通過直接，局部注射治療頭頸部，乳房和皮膚癌，而使用的低功率近紅外激光可以擊中深達2-3釐米（稍低於或超過一英寸）的金納米棒組織。 “但它可能會深達4-5釐米，”阿裡說。

可以想象更深層次的腫瘤可以用更深層次的納米棒進行治療。 “那麼你需要使用光纖或內窺鏡激光器，”El-Sayed說。將納米棒直接注入血液中作為廣泛治療目前還不是一個可行的選擇。

El-Sayed的小組以前在Emory大學醫學院與美國國家科學院院刊進行了有關動物模型治療的體內研究。該研究顯示，治療後15個月，小鼠並沒有出現毒性反應。

El-Sayed說：“很多在肝髒和脾髒消失了。 “但這些器官的功能在檢查後看起來完好無損，一年後，治療的小鼠都很健康地活著。

總統榮譽

Mostafa El-Sayed是世界上最高度裝飾和引用的生物化學家之一，也是納米科學和技術的先驅。在他的許多認可中，總統喬治·W·布什總統授予的總統國家科學勳章和美國化學學會最高榮譽的Priestley勳章。奧巴馬總統任命El-Sayed為總統國家科學委員會勳章。 El-Sayed還參加了化學諾貝爾獎得主Ahmed Zewail的提名。

El-Sayed在物理化學中被稱為“El-Sayed's Rule”，其處理電子自旋軌道的復雜性。在2005年失去得癌症的妻子之後，El-Sayed致力於他的知識和研究，以遏制這種禍患。

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