新型石墨烯给药技术 癌症或将被攻克

2015年1月7日 19:17 

某国际研究小组已经开发出以石墨烯片层作为“飞毯”向癌细胞有序提供两种抗癌药物的药物输送技术,每种药物靶向细胞中其最见效的部分。对靶向人肺癌肿瘤的小鼠测试时,该技术效果比任一单一药物效果更好。

研究人员还发现,抗癌蛋白(TRAIL)可以作为主动靶向分子直接绑定到肿瘤细胞表面。该项研究工作由北卡罗莱纳州立大学,北卡罗莱纳大学教堂山分校以及中国药科大学(CPU)研究人员共同完成。
研究人员将两种药物——抗癌蛋白与阿霉素(DOX)连接到石墨烯片层。石墨烯是一种二维碳层薄片,只有一个原子厚。抗癌蛋白递送至癌细胞外部膜最有效,而阿霉素递送至细胞核才是最有效的,因此研究人员希望有序递送药物至其最有效的作用点。
由于阿霉素和石墨烯的分子结构相似,阿霉素直接物理连接到石墨烯上,抗癌蛋白由缩氨酸氨基酸链绑定于石墨烯表面。

携带丰富药物的石墨烯片层进入血液中,然后像纳米级'飞毯"一样在血液中旅行。由于癌症肿瘤会引起附近血管泄漏,这些“飞地”毯则通过那些露点渗透到肿瘤中。
当携带药物的“飞毯”与癌细胞接触后,细胞表面的受体抓住抗癌蛋白。同时,癌细胞表面的酶则切断连接抗癌蛋白和石墨烯的肽链。这使得抗癌蛋白留在细胞表面,而满载阿霉素的石墨烯被细胞吸收,开始触发癌细胞死亡之旅。
“飞毯”被细胞“吞噬”后,细胞内的酸性环境促使阿霉素与石墨烯分离,释放出的阿霉素将攻击细胞核。由于石墨烯具有突出的比表面积,该技术提高了抗癌蛋白靶定细胞膜的能力。
在实验室小鼠临床前试验中,研究人员在对人肺癌肿瘤(细胞系A549)进行了飞毯药物输送技术测试,该技术比单独使用抗癌蛋白或阿霉素更有效。
目前,该技术正在争取资金,以支持更多的临床前研究,以确定如何最好地应用这种新技术。该技术若能成熟应用,治愈癌症将不再遥不可及!
【画外音】石墨烯作为一种明星材料,似乎可以创造各种奇迹,各国研究人员都在大力开发石墨烯的各种应用,造福人类。不过目前材料安全数据表有关石墨烯的行业应用仍是不完整的。日前,布朗大学的生物学者、工程师和材料科学家团队检测了这种材料对于人体细胞的潜在毒性。他们发现石墨烯纳米粒子的锯齿边缘非常锋利和强劲,能够轻易穿刺入人类皮肤以及免疫细胞的细胞膜,可见石墨烯确实对人类和其他动物都存在潜在的危害。该石墨烯给药技术,石墨烯进入血液把药物输送至癌细胞,但如何与血液分离是个问题。如果置之于血液不管,癌症治愈了,不知道什么新的症又出现了。研究人员在大力开发石墨烯应用时,需要先摸清石墨烯的脾性,要明确这些纳米材料在进入我们身体后究竟会发生什么,需要更多试验和数据确定医疗领域是否能够放心应用这样的材料。