三位华人研究员:药物传输方法

　　

生物通报道：来自普渡大学的研究人员首次说明了药物怎样在癌症细胞中释放的细节，为实现治疗性传输药物到特定靶标而不影响周围细胞的能力。该研究计划受到了Endocyte公司的资助，并且参与研究的三位华人研究员贡献重大，这一研究成果公布在9月12日的美国国家科学院院刊PNAS网络版上。

“不加选择将药物传输到身体内的每一个细胞来治疗特定的病变的细胞，例如癌症细胞的时代已经成为过去” 著名化学教授Philip Low说。“目前处于研发阶段许多新药将直接靶向病变、致病细胞，并且我们阐明了达到这种目的所通过的详细机理”，“理解药物释放到特定的靶标的细胞过程是该领域的重要进步”。

Low和他的研究小组对药物进入靶标细胞后怎样释放非常感兴趣，他们利用一种颜色编码的方法来观察细胞内药物释放的机制。研究小组中的博士后Jun Yang、生物医药工程助理教授Ji-Xin Cheng和研究生Hongtao Cheng利用了一种荧光共振能量传递成像技术（fluorescence resonance energy transfer imaging，FRET）。

“这种药物释放到细胞中去时，颜色由红色转变成绿色，清楚地证明了药物释放的过程，” Yang说，“这是首个用于监控药物释放的光学方法。这种方法主要应用前景在于它不损伤所研究的细胞，因此，我们能够在真实的生理环境中观察这种过程，正确地观察了过程的发生。”

“这将帮助一些对靶向药物制剂感兴趣的科学家，” Endocyte Inc的创建者和首席科学官Low说。“这些知识不但在癌症治疗中得到应用，癌症药物的传输机制也可以类推到其他病变细胞中。风湿性关节炎、多发性硬症（multiple sclerosis）、牛皮癣和Crohn病的细胞都具有相似的药物传输途径。”

在靶向药物疗法中，药物与对于病变细胞来说是过剩的分子相连接，如与人体必需的营养成分——叶酸分子连接，直接就爱那个药物输送到靶标细胞中去，避免了将毒性药物传送到正常细胞中。癌症细胞需要叶酸生长和分裂，因此，产生了许多捕捉叶酸的受体，这种受体在正常细胞中是确实的。意味着叶酸和与它相连的药物将被吸引到病变细胞，而对正常细胞来说是无害的。

“当叶酸连接复合体进入细胞后还需要从复合体中释放出药物分子。”这种释放是通过连接叶酸和药物分子的接头进入细胞后分解来实现的。常用的接头有几种，具有混用功效。科学家们详细地研究了分解过程。

科学家们表示，将利用该研究提供的知识来研究一种更好的受体靶向药物治疗癌症和其他疾病。
（生物通：亚历）

链接：进入肿瘤细胞内的微胶囊

内服药假如能够直接作用于患病器官或者细胞——比如肿瘤细胞，那么它的应用潜力可想而知。最近德国波兹坦Max Planck Institute of Colloids and Interfaces和慕尼黑Ludwig-Maximilian大学的研究人员在肿瘤细胞中，成功地完成将一种治疗成分有目的地释放的实验。研究人员将此药物成分装入一个能进入癌症细胞的微小胶囊，然后利用激光加热胶囊聚合体外壳，将胶囊打开释放药物成分。（2006-07，Angewandte Chemie）

 

恶性肿瘤处理起来相当困难，在摧毁肿瘤细胞的同时还要担心正常组织的安全问题。化疗法能够杀死患病细胞，但是同时会对肌体造成很大的伤害，所以寻找只会杀伤猖獗的肿瘤细胞的方法一直是研究人员孜孜以求的梦想。其中一种比较有效的方法是以微胶囊为载体，将药物成分带入肿瘤细胞，然后胞内释放药物成分。Max Planck 研究所由André Skirtach 和 Gleb Sukhorukov带领的研究小组与Ludwig-Maximilian大学Wolfgang Parak合作，利用激光打开进入肿瘤细胞的微胶囊，胶囊中的荧光检测成分被释放到胞内，研究人员通过显微镜观察细胞内这些发光的原胶囊内容物的分布情况。

 

研究人员所使用的这种聚合体胶囊（polymer capsule）的直径只有几微米，胶囊外壳由多层携带正电荷和负电荷的聚合体交叉重复组成。至少在实验室阶段，这种技术已经被建立用于生产内服药、化妆品的能够穿透细胞膜的微胶囊。André Skirtach及其同事为这种微胶囊安装了一种“开门芝麻”（open sesame）——一些金原子和银原子形成的纳米粒。将带电荷的金属纳米粒混合起来装入胶囊外壳由聚合体形成的微胶囊中。当微胶囊被肿瘤细胞吸入后，研究人员将红外光束指向微胶囊，金属纳米粒对激光有很好的吸收性，并且能够将吸收的热量迅速向周围传播。这样胶囊外壳被加热了，组成胶囊外壳的聚合体之间出现裂缝，最终胶囊的外壳被打开。

 

实验初期，研究人员只是在离体的肿瘤细胞进行此项实验。实验负责人之一、Max Planck 研究中心主任Helmuth Möhwald说：“理论上，活性成分可以在体内细胞得到释放。”红外光可以穿透至少一厘米的组织，因为组织吸收的红外光很少以至于肌体中细胞几乎不会被加热，只有细胞中微胶囊中的金属粒吸收红外光。

 

除了利用热量开启外，研究人员设法使构成胶囊外壳的分子排列更加紧密以使胶囊外壳增厚更好地保护内容物。尽管微胶囊研究已经取得了很大的成就，但是始终有一个重大问题没有解决——怎样使微胶囊识别靶细胞？只有能够特异识别靶细胞并且进入靶细胞的微胶囊才是研究人员梦寐以求的。(生物通记者 子元)