發(fā)布日期：2017-06-28
“你的癌癥已經(jīng)轉(zhuǎn)移了，對(duì)不起，”沒(méi)有人想聽(tīng)醫(yī)生說(shuō)。
癌細(xì)胞最常見(jiàn)的是通過(guò)爬行離開(kāi)原始腫瘤，在轉(zhuǎn)移的過(guò)程中重新植根身體的重要部位?，F(xiàn)在，佐治亞理工學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)研究小組已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種新的治療方式，從某種意義上說(shuō)，是打破癌細(xì)胞的腿。
癌細(xì)胞經(jīng)常覆蓋自己的長(zhǎng)腿狀突起，使它們能夠蠕變。根據(jù)一項(xiàng)新的研究，研究人員已經(jīng)使用通過(guò)激光輕輕加熱的微小金棒來(lái)?yè)v毀突起。在實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)（體外）癌細(xì)胞人體細(xì)胞的實(shí)驗(yàn)中，該治療可以防止細(xì)胞遷移（導(dǎo)致轉(zhuǎn)移的機(jī)制）。
這種方法在未來(lái)可能潛在地為臨床醫(yī)生提供個(gè)體腫瘤作為同時(shí)對(duì)抗癌癥致命傳播的武器。醫(yī)療領(lǐng)域目前還不足以停止轉(zhuǎn)移。
首席研究員Mostafa El-Sayed說(shuō)：“如果癌癥在一個(gè)地方停留在腫瘤中，你可以抓住它，不太可能會(huì)殺死病人，但是當(dāng)它傳播到身體周圍時(shí)，這真的使它致命。
治療也可以很容易地殺死癌細(xì)胞，但是在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，具體說(shuō)明它很大程度地顯示細(xì)胞遷移是至關(guān)重要的。
輕輕地停止癌癥
在這些實(shí)驗(yàn)中，在以前的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)治療也免除了健康細(xì)胞，使得該方法比常規(guī)化學(xué)療法對(duì)患者繳費(fèi)少得多。在過(guò)去的動(dòng)物模型測(cè)試中，研究人員已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，治療中使用的金棒沒(méi)有毒副作用，并且發(fā)現(xiàn)低能量激光對(duì)健康組織沒(méi)有可觀察到的損傷。
他們沒(méi)有看到治療癌癥的復(fù)發(fā)。
El-Sayed說(shuō)：“該方法似乎非常有效，作為局部給藥的治療方法，也可以保護(hù)身體免受癌癥蔓延而遠(yuǎn)離治療的腫瘤，而且也非常溫和，因此如果需要，可以多次施用。
聯(lián)合主編吳榮虎，第一作者岳武和馬薩法阿里阿里發(fā)表了他們目前的體外實(shí)驗(yàn)結(jié)果，這是光熱金納米棒治療的新發(fā)展，于2017年6月26日在國(guó)民議事錄科學(xué)院公布。研究由國(guó)家科學(xué)基金和國(guó)家衛(wèi)生研究院資助。
它如何工作：Icky腿
要了解治療如何工作，讓我們仔細(xì)觀察細(xì)胞，以及在惡性腫瘤中發(fā)生的一些事情。
許多人認(rèn)為細(xì)胞是水樣的氣球 - 流體包裹在膜鞘中，細(xì)胞器在內(nèi)部漂浮。但這張照片是不完整的。細(xì)胞具有稱為細(xì)胞骨架的支撐網(wǎng)格。
細(xì)胞骨架還形成稱為絲狀偽足的剛毛突起，其從細(xì)胞條紋上稱為lamellipodia的纖維編織物延伸出來(lái)。突起通常有助于健康細(xì)胞將其位于組織中的位置移動(dòng)到它們所屬的部分。
但是在惡性腫瘤中，通常健康的細(xì)胞功能往往會(huì)陷入破壞性的過(guò)度驅(qū)動(dòng)。皮層和絲狀偽足大大過(guò)度產(chǎn)生。
生物分析化學(xué)研究生岳武說(shuō)：“所有這些鱗翅目和絲狀偽足給予癌細(xì)胞雙腿。 “轉(zhuǎn)移需要那些突起，所以細(xì)胞可以行進(jìn)。
工作原理：粘棒
金納米棒以兩種方式阻止突起。這些棒由少量金原子組成 - 納米指的是僅僅十億分之幾米（尺寸）的東西。
首先，El-Sayed的納米棒在局部引入，在那里它們阻塞癌細(xì)胞上的長(zhǎng)腿突起。這些棒被分子（RGD-肽）包被，它們使它們特異性地粘附到稱為整聯(lián)蛋白的一種類型的細(xì)胞蛋白質(zhì)上。
計(jì)劃生物學(xué)博士后研究員閻唐說(shuō)：“靶向的納米棒將整合蛋白結(jié)合起來(lái)并阻斷了其功能，所以不能繼續(xù)引導(dǎo)細(xì)胞骨架過(guò)度產(chǎn)生鱗狀細(xì)胞和絲狀偽足。單獨(dú)整合素的結(jié)合減緩了惡性細(xì)胞的遷移。
但健康細(xì)胞沒(méi)有被靶向。研究的第一作者之一，Moustafa Ali說(shuō)：“有一些特定的整合素在癌細(xì)胞中過(guò)量產(chǎn)生。 “而且在健康的細(xì)胞里你并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)它們。”
工作原理：溫和的激光加熱
在第二階段，研究人員用具有近紅外（NIR）光的低能激光器擊中金納米顆粒。它呼吁使癌細(xì)胞的遷移停止。
“這種光不被細(xì)胞吸收，但金納米棒吸收了它，結(jié)果，它們加熱并部分融化了與它們相關(guān)的癌細(xì)胞，破壞了鱗翅目和絲狀偽足，”Ali說(shuō)。 “它沒(méi)有殺死所有的細(xì)胞，而不是在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，如果我們殺死他們，我們將不能看到我們是否阻止他們遷移。”
如果需要，還可以應(yīng)用治療來(lái)殺死細(xì)胞。
動(dòng)物模型的早期實(shí)驗(yàn)在體內(nèi)用較熱激光器也不起作用。 “這引起炎癥，這使得有可能只加熱一次，”阿里說(shuō)。 “因此，這種高溫會(huì)消除許多癌細(xì)胞，但并不是所有這些細(xì)胞，一些隱藏的細(xì)胞可能已經(jīng)存活下來(lái)，而且還能夠遷移。”
研究員吳榮虎說(shuō)：“這種溫和的激光沒(méi)有燒傷皮膚或損傷組織，所以可以多次給藥，更徹底地阻止癌細(xì)胞的行進(jìn)。
醫(yī)療的可能性
研究人員目前設(shè)想通過(guò)直接，局部注射治療頭頸部，乳房和皮膚癌，而使用的低功率近紅外激光可以擊中深達(dá)2-3厘米（稍低于或超過(guò)一英寸）的金納米棒組織。 “但它可能會(huì)深達(dá)4-5厘米，”阿里說(shuō)。
可以想象更深層次的腫瘤可以用更深層次的納米棒進(jìn)行治療。 “那么你需要使用光纖或內(nèi)窺鏡激光器，”El-Sayed說(shuō)。將納米棒直接注入血液中作為廣泛治療目前還不是一個(gè)可行的選擇。
El-Sayed的小組以前在Emory大學(xué)醫(yī)學(xué)院與美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊進(jìn)行了有關(guān)動(dòng)物模型治療的體內(nèi)研究。該研究顯示，治療后15個(gè)月，小鼠并沒(méi)有出現(xiàn)毒性反應(yīng)。
El-Sayed說(shuō)：“很多在肝臟和脾臟消失了。 “但這些器官的功能在檢查后看起來(lái)完好無(wú)損，一年后，治療的小鼠都很健康地活著。
總統(tǒng)榮譽(yù)
Mostafa El-Sayed是世界上最高度裝飾和引用的生物化學(xué)家之一，也是納米科學(xué)和技術(shù)的先驅(qū)。在他的許多認(rèn)可中，總統(tǒng)喬治·W·布什總統(tǒng)授予的總統(tǒng)國(guó)家科學(xué)勛章和美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)最高榮譽(yù)的Priestley勛章。奧巴馬總統(tǒng)任命El-Sayed為總統(tǒng)國(guó)家科學(xué)委員會(huì)勛章。 El-Sayed還參加了化學(xué)諾貝爾獎(jiǎng)得主Ahmed Zewail的提名。
El-Sayed在物理化學(xué)中被稱為“El-Sayed's Rule”，其處理電子自旋軌道的復(fù)雜性。在2005年失去得癌癥的妻子之后，El-Sayed致力于他的知識(shí)和研究，以遏制這種禍患。
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