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Nat Mater:揭示納米顆粒進入腫瘤的新機制
[ 來源:   發布日期:2020-02-26 15:54:07  責任編輯:  瀏覽次 ]

來自多倫多大學的研究人員發現,決定哪些納米顆粒進入實體腫瘤的是主動過程,而不是被動過程,這一發現顛覆了之前在癌癥納米醫學領域的想法,并為更有效的納米治療指明了方向,相關研究成果于近日發表在《Nature Materials》上。


癌癥納米醫學的主流理論是,納米顆粒主要通過內皮細胞之間的微小縫隙被動地擴散到腫瘤中。內皮細胞排列在血管內壁上,為腫瘤的生長提供支持。



研究人員之前的研究表明,只有不到1%的納米顆粒藥物能夠達到它們的腫瘤靶點。在目前的研究中,研究小組發現,在能夠穿透腫瘤的納米顆粒中,超過95%的顆粒能夠穿過內皮細胞,而不是在這些細胞之間的縫隙中。


"我們的工作挑戰了長久以來的信條,提出一個全新的理論,"Abdullah Syed說道,他是該研究一位共同第一作者、Warren Chan實驗室的博士后。Warren Chan教授是生物材料和生物醫學工程研究所(IBBME)和Donnelly細胞和生物分子研究中心的教授。


"我們看到許多納米顆粒從血管進入內皮細胞,并在各種條件下進入腫瘤。內皮細胞似乎是納米顆粒運輸過程中的關鍵看門人。"


Syed將納米顆粒比作人們在繁忙的夜晚試圖進入受歡迎的餐館。他說:"一些餐廳不需要預訂,而另一些餐廳有保安來檢查顧客是否預訂了餐廳。門衛比研究人員想象的要常見得多,而且大多數地方只接受有預約的顧客。"


研究人員通過多重證據確定,被動擴散不是主要的進入機制。他們從動物模型中提取了400多張組織樣本的圖像,發現與納米顆粒相比,內皮細胞幾乎沒有縫隙。他們通過3-D熒光成像和活體動物成像觀察到了同樣的趨勢。


同樣,他們在人類癌癥患者的樣本中發現內皮細胞之間幾乎沒有縫隙。


該小組隨后設計了一個動物模型,完全阻止了納米顆粒通過內皮細胞的運輸。這使得他們能夠通過內皮細胞之間的間隙來分離被動運輸的貢獻,而這被證明是非常微小的。


研究人員提出了內皮細胞將納米顆粒運輸入腫瘤的幾種主動機制,包括結合機制、內皮細胞內通道和尚未發現的過程,所有這些都是他們正在研究的。


同時,這一結果對基于納米顆粒的治療具有重要意義。Chan實驗室的博士生、該研究另一共同第一作者Shrey Sindhwani說:"這些發現將改變我們使用納米顆粒給腫瘤提供藥物的想法。更好地理解納米顆粒的運輸現象將有助于研究人員設計更有效的治療方法。"


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