科學(xué)家開發(fā)出多功能腫瘤診療納米藥物

中國科學(xué)院生物物理研究所研究員秦燕課題組、陳潤生院士課題組和北京科技大學(xué)教授王天宇、姜健壯合作，開展了癌癥的動態(tài)可轉(zhuǎn)換核磁共振成像（MRI）診斷以及鐵死亡治療、光熱治療和化療的協(xié)同治療研究。利用鐵的核磁性質(zhì)診斷、引發(fā)細胞快速死亡的特性殺滅腫瘤細胞。題為“Modulated Ultrasmall γ-Fe2O3Nanocrystal Assemblies for Switchable Magnetic Resonance Imaging and Photothermal-Ferroptotic-Chemical Synergistic Cancer Therapy”的相關(guān)成果11月20日在線發(fā)表于《先進功能材料》。

“鐵元素是血紅蛋白和許多維持生命的不同酶中的主要功能元素，但鐵離子在癌細胞中的積累能導(dǎo)致癌細胞死亡，這也使鐵離子成為未來有潛力的腫瘤治療方法之一。”論文第一作者楊包產(chǎn)說。研究者們開展了癌癥的動態(tài)可切換MRI診斷和鐵死亡治療以及光熱、化療協(xié)同治療研究，開發(fā)了多層次的氧化鐵（Fe2O3）結(jié)構(gòu)，并進一步結(jié)合靶向分子葉酸（FA）和化療藥物（Dox），得到多功能腫瘤診療納米藥物UF@PPDF NPs。

據(jù)介紹，該藥物分級組裝結(jié)構(gòu)大大提高了鐵的利用效率，可以快速釋放鐵離子和化療藥物，從而實現(xiàn)了鐵死亡治療以及光熱治療和化療相結(jié)合的三功能協(xié)同腫瘤治療。對于MRI，該藥物可通過動態(tài)T2-T1成像切換清晰地顯示腫瘤組織的大小和致密度，實現(xiàn)了腫瘤的高分辨診斷。在陳潤生院士組的幫助下，通過差異表達基因的RNA測序（RNA-Seq）分析也表明，UF@PPDFNPs的三功能協(xié)同腫瘤治療在癌細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)中具有多方面的作用。其中，細胞呼吸和電子傳輸被顯著上調(diào)，而表觀遺傳途徑，包括染色質(zhì)修飾和轉(zhuǎn)錄活性被嚴重下調(diào)，從而導(dǎo)致細胞凋亡。

該藥物為高效的深部腫瘤診療提供了新的可能性，其結(jié)構(gòu)調(diào)制策略也為開發(fā)鐵基生物納米材料用于癌癥治療及多種疾病的治療提供了借鑒意義。