PNAS：三技术合作围剿癌细胞

研究人员使用纳米技术、生物分子技术和放射技术共同炮制了对付癌细胞的新型武器。是什么样的武器集尖端的技术于一身？

　　

研究人员正在尝试使用一种新的途径来杀死癌细胞，通过微小的碳管来加热癌细胞达到杀死癌细胞的目的，这种微小的碳管由特异的癌细胞单克隆抗体导航，当找到癌细胞时碳管在近红外线的照射下就升温杀死癌细胞。

 

来自西南医学中心的生物医学家和来自达拉斯的纳米技术专家将他们的研究成果发文在即将出版的《Proceedings of the National Academy of Sciences》上。

 

科学家使用生物学分子—单克隆抗体绑定癌症细胞。单克隆抗体可独立杀死癌细胞或是与抗癌药物结合共同作用，抗癌药物负载放射性或是毒性的物质致死癌细胞。

 

本文的研究中，研究人员使用单克隆抗体定向与淋巴细胞的特异位点结合，并将一种纳米级的碳管包裹在淋巴细胞上。纳米级碳管是一个非常小的圆柱形，由石墨碳制成，当接收近红外线照射时就能加热升温。近红外线是一种不可见光，它被用于电视的远程频道调换，还用于夜视仪。近红外线可穿透人体组织到1½英寸。

 

在癌症淋巴细胞培养物中，抗体包被的碳管与癌细胞表面结合。当靶细胞暴露在近红外线中时，碳管开始升温，产生足够的热量“烹煮”癌细胞并杀死癌细胞。这种被抗体包裹的碳管，既不能与肿瘤细胞结合又不能杀死肿瘤细胞。

 

Ellen Vitetta博士说，使用近红外线诱导产生高温是一种很有吸引力的疗法，因为活体组织很难吸收这个区间的波谱。Ellen Vitetta是西南大学癌症免疫学中心的负责人，也是文章的高级作者之一。一旦，纳米碳管与肿瘤细胞结合，外源的近红外线就能安全的穿透正常组织并杀死癌症细胞。

为了客观地展示这个特异的杀死癌细胞的过程。我们研究导向靶位治疗已有多年，对特异性靶向的程度都在实验室进行多次验证，但是要将这些实验室的疗法转变为临床的治疗手段还存在很多的障碍。我们才刚刚开始在小鼠模型上进行动物实验，很难保证实际操作中的效果就如在细胞系上的好，但我们很有信心。

 

使用纳米碳管来加热摧毁癌细胞的技术已经有几个研究小组开展这方面的研究了，但是我们新的研究首次展现抗体与纳米碳管利用各自的物理性质和功能，来绑定并杀死靶细胞。在模拟的人体实验中，抗体纳米碳管复合物能准确定位发挥作用。

 

生物医学结合纳米技术的应用越来越吸引基础科学家和临床科学家的注意力。但是，这里存在的挑战是研制纳米医学试剂。其中一个潜在的问题是，新的纳米材料是否会损害健康的细胞和器官。这就需要对纳米医学试剂对有机体和细胞的作用进行彻底地研究，确定纳米医学试剂是否有毒性。

Rockford Draper说，在我们研究纳米物质是否有广泛的毒性的过程中，有几种有效的研究途径。Rockford Draper是研究小组的头，也是达拉斯的分子和细胞学教授。

 

来自西南医学中心的其他研究者主要有Pavitra Chakravarty（文章的lead author），生物医学工程学研究生；Radu Marches，癌症免疫学研究中心的助理教授。来自达拉斯Alan G. MacDiarmid NanoTech研究所的作者有，Inga Musselman博士；Paul Pantano博士；和研究生Pooja Bajaj。以及西南大学研究奖学金项目里的两位本科生，来自达拉斯的Austin Swafford和来自马萨诸塞技术研究所的Neil Zimmerman也参加了研究。

 

研究项目受西南大学癌症免疫研究中心的赞助，以及达拉斯生物学应用及预防中心的Robert A. Welch基金赞助。

 

Vitetta博士是文章中专利技术的共同发明者。

 

原文标题：

Nanotechnology, Biomolecules And Light Unite To 'Cook' Cancer Cells

（生物通 张欢）