顾臻博士Nature子刊发布抗癌新技术

【字体: 时间:2014年03月12日 来源:生物通

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  生物医学工程研究人员开发了一种新技术,利用称之为“能量分子”的三磷酸腺苷(ATP)触发抗癌药物直接释放到癌细胞中。早期实验室测试表明它提高了一些乳腺癌靶向药物的效力。这项技术是由北卡罗来纳州立大学和北卡罗来纳大学教堂山分校的研究人员所开发,研究结果发表在《自然通讯》(Nature Communications)杂志上。

  

生物通报道  生物医学工程研究人员开发了一种新技术,利用称之为“能量分子”的三磷酸腺苷(ATP)触发抗癌药物直接释放到癌细胞中。早期实验室测试表明它提高了一些乳腺癌靶向药物的效力。这项技术是由北卡罗来纳州立大学和北卡罗来纳大学教堂山分校的研究人员所开发,研究结果发表在《自然通讯》(Nature Communications)杂志上。

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论文的资深作者是北卡罗来纳州立大学/北卡罗来纳大学教堂山分校联合生物医学工程系助理教授顾臻(Zhen Gu)博士。其研究方向包括纳米医药、药物控释器件、生物医用高分子材料、生命分析化学、再生医学工程等。近年来在《Nature Nanotechnology》、《Angewandte Chemie》等著名刊物发表学术论文20余篇。同时申请国际专利3项、中国专利1项、美国专利6项(延伸阅读:顾臻创新设计:序贯粒子两种药物靶定癌细胞不同部位 )。

顾博士说:“这是一个概念证明,我们证实了现在有一种新工具可将抗癌药物直接导入到癌细胞中,这样应该会使得药物治疗更显著起效。”

顾臻研究小组开发出了一些外壳掺入透明质酸(HA)的球形纳米颗粒,HA可与癌细胞表面的某些蛋白质互作。当靶标癌细胞与HA接触时,细胞会吸收整个纳米颗粒。

一旦进入到癌细胞内部,这些纳米颗粒的外壳会分解,释放出它的负载:一些包埋着抗癌药物多柔比星(Dox)的复合DNA分子,Dox会靶向癌细胞的细胞核。

研究人员将这些DNA分子设计成只有在与高水平的ATP接触时才会展开释放Dox。高水平的ATP通常只存在于细胞内部,这意味着Dox是在离细胞核惊人的距离内被释放,而不会不经意释放到细胞外。

论文的主要作者、联合生物医学工程系博士后研究人员莫然(Ran Mo,音译)说:“这是第一次利用ATP作为一种分子触发器,可在体内外控制释放抗癌药物。”ATP负责运输细胞内代谢所需的化学能。

在体外测试中,相比于不掺入ATP靶向元件的其他技术,新技术对抗MDA-MB-231人类乳腺癌细胞的效率要高3.6倍。

研究人员还利用乳腺癌小鼠在体内模型中测试了这一新技术。研究人员发现,ATP靶向技术比其他技术能够明显更有效地抑制肿瘤生长。

顾臻说:“我们也相信,我们能够通过在某些特定区域操控ATP水平使得这一技术更具靶向性。”

(生物通:何嫱)

作者简介:

顾臻

男,博士,江苏海门人,汉族。美国北卡大学教堂山分校(UNC-CH)/北卡州立大学(NCSU)联合生物医学工程系教授(药学工程方向),生物大分子诊疗工程实验室主任。曾担任美国麻省理工学院(MIT)化工系/哈佛大学医学院Robert Langer教授实验室博士后研究员。曾获南京大学化学化工学院化学系理学学士学位及高分子科学与工程系理学硕士学位,美国加州大学洛杉矶分校(UCLA)应用科学与工程学院工学博士学位。

研究方向包括:药物控释,智能生物医用材料及器件,生物芯片技术,新型微纳加工技术及基于交叉学科的高效教学方法探究等。顾臻博士领导的实验室紧扣药物传递及组织工程的研究前沿,致力于癌症、糖尿病及心脑血管疾病治疗及诊断的新方法、新材料和新器件的研究及其成果转化。近年来在《Nature Nanotechnology》、《Angewandte Chemie》、《Nano Letters》、《ACS Nano》、《Advanced Materials》、《Biomaterials》、《Nano Today》及《Chemical Society Reviews》等著名刊物发表学术论文20余篇。同时申请国际专利3项、中国专利1项、美国专利6项,并积极开展成果转化。目前担任《中国医疗设备》海外编委及33种专业期刊特约评审。

生物通推荐原文索引:

The paper, "ATP-triggered anticancer drug delivery," was published March 11 in Nature Communications. Co-authors from Gu's lab include Tianyue Jiang, a Ph.D. student; Rocco DiSanto, a master's student; and Dr. Wanyi Tai, a postdoctoral researcher. The research was supported by the National Institutes of Health under grant 1UL1TR001111 and funding from NC State.

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