顾臻博士Nature子刊开发癌细胞靶向新技术

　　

生物通报道  来自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开发出了一种新的药物输送技术，利用可生物降解的液态金属来靶向癌细胞。这一液态金属药物输送方法有望提高抗癌药物的疗效。这一研究成果发布在12月2日的《自然通讯》（Nature Communications）杂志上（延伸阅读：顾臻博士权威期刊：开发CRISPR-Cas9新型载体 ）。

论文的资深作者、北卡罗来纳州立大学及北卡罗来纳大学教堂山分校联合生物医学工程学项目助理教授顾臻（Zhen Gu）博士说：“在这里我们取得的研究进展是获得了一种药物输送技术，其有可能提高传送药物的疗效，可以帮助医生定位肿瘤，可以批量生成，并且似乎可以完全被生物降解，具有极低的毒性。这一技术具有的优势之一就是这些液态金属药物载体（又称作纳米终结者（Nano-Terminators））很容易制作。”

为了生成这些纳米终结者，研究人员将液态金属（镓铟合金）放到了包含两种聚合物配体（Polymeric ligands）分子的溶液中。随后用超声波处理这一溶液，迫使液态金属分散成直径大约为100纳米的纳米级液滴。在液态金属分散后，溶液中的这些配体附着到了液滴的表面。同时，在纳米液滴表面形成了一层氧化表皮。这层氧化表皮与配体一起阻止了纳米液滴再度融合到一起。

随后，他们将抗癌药物阿霉素(Dox)导入到溶液中。纳米液滴上的一个配体会吸收阿霉素，将其包裹在其中。随后，研究人员从溶液中分离出这些载药纳米液滴，将其导入血液中。

纳米液滴上的第二种配体能够有效地找出癌细胞，让癌细胞表面的受体抓住这些纳米液滴。癌细胞随后吸收了这些纳米液滴。一旦吸收进入到癌细胞中，癌细胞内部的高水平酸度会溶解这些纳米液滴的氧化表皮。由此释放出配体，进而将阿霉素释放到细胞内。

论文的共同作者、北卡罗来纳州立大学化学与生物分子工程学教授Michael Dickey说：“没有氧化表皮和配体，这些纳米液滴会融合到一起，形成更大的液态金属液滴。采用一些诊断技术能够很容易地检测到这些较大的液滴，其有潜力帮助医生确定肿瘤的位置。”

同时，这些液态金属可继续与癌细胞中的酸性环境产生反应，分解释放出镓离子。有意思地是，这些镓离子可以增强抗癌药物的性能——包括提高它们对抗耐药细胞系的效力。

此外，这一过程也逐步降解了这些金属，最大限度减小了长期的毒性。

顾臻实验室博士生Yue Lu说：“基于体外测试，我们相信这些液态金属可在数日内完全降解为机体可以成功吸收或清除掉的一种形式，不会造成显著的毒性效应。”

研究人员在一种小鼠模型中测试了这一液态金属技术，证实相比于单独采用阿霉素，它明显能够更有效地抑制卵巢癌肿瘤的生长。重要的是，研究人员对小鼠进行了长达90天的追踪研究，没有发现与液态金属相关的任何毒性迹象。

顾臻说：“尽管是一项概念证明研究，但非常令人振奋。像小说中的终结者一样，这一载体是可以变形的：由大块材料打碎，融合到癌细胞内，最终被降解及清除。我们希望能够开展大规模的动物研究测试，推动其进入临床试验。”

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

Transformable liquid-metal nanomedicine

To date, numerous inorganic nanocarriers have been explored for drug delivery systems (DDSs). However, the clinical application of inorganic formulations has often been hindered by their toxicity and failure to biodegrade. We describe here a transformable liquid-metal nanomedicine, based on a core–shell nanosphere composed of a liquid-phase eutectic gallium-indium core and a thiolated polymeric shell……

作者简介：

顾臻博士

美国北卡大学教堂山分校药学院、医学院，北卡州立大学工学院联合生物医学工程系药学工程学科助理教授。2003年毕业于南京大学化学化工学院化学系，同年保送至高分子科学与工程系，师从沈群东教授，于2006年获得理学硕士学位。随后赴加州大学洛杉矶分校（UCLA）学习，师从化学与生物分子工程系、化学系Yi Tang教授，于2010年获得工学博士学位。同年获聘于麻省理工学院化工系/Koch癌症复合研究中心、哈佛大学医学院，担任博士后研究员，师从药物传递、组织工程奠基人Robert Langer教授。

其研究方向包括蛋白质递药系统、生物医用高分子材料、微纳制剂及再生医学工程等。近年来在《Nature Communications》、《Nature Nanotechnology》、《Angewandte Chemie》、《Advanced Materials》、《Nano Letters》、《ACS Nano》、《Nano Today》及《Chemical Society Reviews》等刊物发表论文近60篇，撰写专章3册；同时积极开展转化研究，已申请专利20余项，成立医药科技创业公司1家。目前担任《Scientific Reports》等4种期刊编委及40余种期刊评审。其研究曾被《TIME》、《Fox News》、《Science Daily》、《C&EN》、《The Guardian》、《Daily Mail》等知名媒体报道；并被《Nature》、《Science Translational Medicine》等专业期刊点评。曾获“美国糖尿病学会青年学者奖”、“Sigma Xi协会青年教授研究奖”。