研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步證實(shí)了黑磷的確具備優(yōu)異的抗腫瘤效果

來源:中國(guó)科學(xué)報(bào)

在抗腫瘤領(lǐng)域,納米藥物因其靶向和優(yōu)異的藥學(xué)被寄予厚望。但目前的納米藥物大都屬于納米載體藥物,即如果把藥物整體比作一個(gè)膠囊,納米材料其實(shí)只是“殼”。而納米藥物未來能否上升到“核心藥物”的地位,關(guān)鍵在于可否發(fā)現(xiàn)具備詳細(xì)生物機(jī)制和明確成藥機(jī)理的納米材料。

日,中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院研究員李紅昌團(tuán)隊(duì)和喻學(xué)鋒團(tuán)隊(duì),以及副研究員李洋團(tuán)隊(duì)等,選取黑磷納米材料為研究對(duì)象,發(fā)現(xiàn)納米材料在細(xì)胞內(nèi)能夠精準(zhǔn)靶向特定生物分子,并獲得獨(dú)特的生物效應(yīng),提出了以分子細(xì)胞生物學(xué)機(jī)制為依托的納米精準(zhǔn)分子靶向藥物概念,為納米藥物研發(fā)開辟了新路徑。相關(guān)論文刊登于《自然—納米技術(shù)》。

細(xì)胞分裂失控是腫瘤不斷增殖的重要原因,因此減緩甚至抑制細(xì)胞分裂被認(rèn)為是最有效的腫瘤治療策略之一。黑磷作為一種由單一磷元素構(gòu)成的新型納米材料,具有獨(dú)特的分子結(jié)構(gòu)和界面特。此前,研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)黑磷具有較高的生物活和生物可降解特,在腫瘤治療等生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域具備良好的應(yīng)用潛能。但是,黑磷作為一種無機(jī)納米材料能否在分子細(xì)胞層面與生命系統(tǒng)產(chǎn)生相互作用尚不清楚。

此次,團(tuán)隊(duì)首先使用低濃度黑磷納米材料處理細(xì)胞,發(fā)現(xiàn)黑磷導(dǎo)致細(xì)胞周期停滯在有絲分裂期。分析發(fā)現(xiàn),原因是黑磷破壞了細(xì)胞有絲分裂核心機(jī)器——紡錘體的組裝。

“細(xì)胞分裂需要眾多生物分子的參與,其中PLK1激酶是非常關(guān)鍵的分子開關(guān),其主要功能是控制紡錘體的組裝和運(yùn)行。”李紅昌表示,黑磷進(jìn)入細(xì)胞后,通過偽裝成PLK1的作用底物,吸引了大量PLK1蛋白與之結(jié)合,并使這些PLK1活喪失,進(jìn)一步造成紡錘體錯(cuò)誤組裝,最終阻斷了細(xì)胞分裂的正常進(jìn)行。在隨后的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中,研究團(tuán)隊(duì)利用小鼠荷瘤模型,進(jìn)一步證實(shí)了黑磷的確具備優(yōu)異的抗腫瘤效果。

值得注意的是,在此次研究過程中,研究團(tuán)隊(duì)充分發(fā)揮了學(xué)科交叉的特色,成功讓“材料”與“生物”發(fā)生深度融合。喻學(xué)鋒課題組對(duì)黑磷納米材料進(jìn)行了6年的系統(tǒng)研究,已經(jīng)建立了完整的黑磷基納米材料的制備和應(yīng)用體系,在研究過程中主要負(fù)責(zé)納米黑磷的制備和能研究。李紅昌課題組精通細(xì)胞分裂機(jī)制和抗腫瘤藥物研發(fā),在研究中主導(dǎo)納米黑磷的生物機(jī)制研究。李洋課題組具有豐富的納米生物學(xué)研究經(jīng)驗(yàn),提供了符合研究方向和適用于交叉研究團(tuán)隊(duì)的新思路。

“在實(shí)際研究過程中,單個(gè)課題組很難做到‘既懂材料,又通生物’,因此類似的多個(gè)學(xué)科課題往往難以持續(xù)深入進(jìn)行。”李紅昌表示,通過“材料人”和“生物人”之間不停地“思想碰撞”和持續(xù)地“互通有無”,項(xiàng)目組最終發(fā)現(xiàn)了無機(jī)單質(zhì)納米磷材料影響細(xì)胞分裂的重要現(xiàn)象,并深入解析了背后的分子細(xì)胞機(jī)制。

標(biāo)簽: 研究團(tuán)隊(duì) 抗腫瘤效果 納米藥物 納米載體藥物

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