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Nat Mater:揭示纳米颗粒进入肿瘤的新机制
[ 来源:   发布日期:2020-02-26 15:54:07  责任编辑:  浏览次 ]

来自多伦多大学的研究人员发现,决定哪些纳米颗粒进入实体肿瘤的是主动过程,而不是被动过程,这一发现颠覆了之前在癌症纳米医学领域的想法,并为更有效的纳米治疗指明了方向,相关研究成果于近日发表在《Nature Materials》上。


癌症纳米医学的主流理论是,纳米颗粒主要通过内皮细胞之间的微小缝隙被动地扩散到肿瘤中。内皮细胞排列在血管内壁上,为肿瘤的生长提供支撑。



研究人员之前的研究表明,只有不到1%的纳米颗粒药物能够达到它们的肿瘤靶点。在目前的研究中,研究小组发现,在能够穿透肿瘤的纳米颗粒中,超过95%的颗粒能够穿过内皮细胞,而不是在这些细胞之间的缝隙中。


"大家的工作挑战了长久以来的信条,提出一个全新的理论,"Abdullah Syed说道,他是该研究一位共同第一编辑、Warren Chan实验室的博士后。Warren Chan教授是生物材料和生物医学工程研究所(IBBME)和Donnelly细胞和生物分子研究中心的教授。


"大家看到许多纳米颗粒从血管进入内皮细胞,并在各种条件下进入肿瘤。内皮细胞似乎是纳米颗粒运输过程中的关键看门人。"


Syed将纳米颗粒比作人们在繁忙的夜晚试图进入受欢迎的餐馆。他说:"一些餐厅不需要预订,而另一些餐厅有保安来检查顾客是否预订了餐厅。门卫比研究人员想象的要常见得多,而且大多数地方只接受有预约的顾客。"


研究人员通过多重证据确定,被动扩散不是主要的进入机制。他们从动物模型中提取了400多张组织样本的图像,发现与纳米颗粒相比,内皮细胞几乎没有缝隙。他们通过3-D荧光成像和活体动物成像观察到了同样的趋势。


同样,他们在人类癌症患者的样本中发现内皮细胞之间几乎没有缝隙。


该小组随后设计了一个动物模型,完全阻止了纳米颗粒通过内皮细胞的运输。这使得他们能够通过内皮细胞之间的间隙来分离被动运输的贡献,而这被证明是非常微小的。


研究人员提出了内皮细胞将纳米颗粒运输入肿瘤的几种主动机制,包括结合机制、内皮细胞内通道和尚未发现的过程,所有这些都是他们正在研究的。


同时,这一结果对基于纳米颗粒的治疗具有重要意义。Chan实验室的博士生、该研究另一共同第一编辑Shrey Sindhwani说:"这些发现将改变大家使用纳米颗粒给肿瘤提供药物的想法。更好地理解纳米颗粒的运输现象将有助于研究人员设计更有效的治疗方法。"


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