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长春光机所在荧光碳点对癌症药物选择性释放的研究取得进展
2016-08-09 发光室 曾庆辉
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    近日,中科院长春光学精密机械与物理研究所发光学及应用国家重点实验室曾庆辉副研究员等研究人员利用绿色荧光碳点(CDs)做药物释放载体,成功实现了药物对癌细胞的选择性释放、荧光示踪一体化的研究。上述研究结果发表在英国皇家化学学会的J. Mater. Chem. B上(J. Mater. Chem. B 2016, 4, 5119. IF 4.872),被该杂志收录为杂志尾页封面。  

  众所周知,癌症已经成为危害人类生命的第一杀手,癌症治疗临床上经常采用化疗的方法,然而由于化学药物对人体正常细胞的毒害性,无法避免会对一些良好的器官产生一定的破坏作用,这种副作用使得大多数病患者无法获得康复甚至死亡,因此,癌症药物的选择性释放,一直以来都是生物医学的重大研究学科方向。肝癌因恶性程度高,被称为癌中之王。我国是肝癌高发国家,全世界50%以上的新发和死亡肝癌患者发生在中国,因此曾庆辉等研究人员选择肝癌细胞作为目标,进行CDs的药物选择性释放、荧光示踪一体化的研究。由于荧光碳纳米点具有高效荧光特性、低生物毒性等特性,使得其在生物应用方面具有极强的应用前景和潜在应用价值。然而传统碳点的荧光多为蓝色,使得其在生物细胞荧光示踪的研究受到了极大程度的限制,表面集团富集胺基的正电荷特性也在一定程度上限制了其生物标记的研究工作的开展。 

  研究人员利用柠檬酸和尿素做原料合成的具有绿色荧光且表面富集羧基的CDs,然后利用非共价吸附的方法实现了CDs对阿霉素(DOX)药物的载运功能,基于癌细胞与正常细胞自身生理学上的特有的pH环境的差别,使得药物对癌细胞实现了选择性释放,成功地实现了CDs荧光示踪、药物载运以及选择性释放一体化的研究工作。通过与吉林大学和澳大利亚格里菲斯大学合作,研究人员通过细胞毒性的分析,首先确认了DOXCDs-DOX的细胞毒性以及CDs的细胞无毒性,然后进行了体外细胞实验和小鼠在体活体实验,并且成功地进行了组织学荧光成像以及活体荧光共聚焦成像分析,结果显示这种绿色荧光CDs可以作为有效的荧光示踪、药物释放等多功能药物载体,结果显示正常细胞基本无损,癌细胞被杀死,小鼠肿瘤得到了有效的抑制;这种非共价吸附的方法对于癌症的药物靶向、荧光示踪、治疗一体化较传统的共价连接的方法更有效,实验操作更简单,药物释放效果更明显。该项研究工作的开展对于荧光碳纳米点在癌症诊断治疗技术的潜在的临床应用拓展了新的研究方向,为癌症诊断治疗技术的多功能纳米药物载运奠定了一定的研究基础。 

    该工作得到了吉林省科技发展计划项目、中科院青促会、国家自然基金项目的支持。该工作的发表是基于曾庆辉副研究员利用荧光纳米材料在疾病诊断治疗领域的前期研究工作基础(ACS Appl. Mater. Interfaces 2014, 6, 19327Biomaterials 2012, 33, 4336Chem. Commun. 2012, 48, 1781Chem. Commun. 2010, 46, 6479Talanta 2009, 80, 307

 

  1.杂志尾页封面页(CDs载药DOX选择性杀死癌细胞的示意图) 

 

2. CDs载药DOX选择性杀死癌细胞的细胞实验结果和荧光共聚焦成像结果 

   

3. CDs选择性释放抗癌药物对小鼠肿瘤控制的在体实验结果 

  发表文章链接: 

  http://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2016/TB/C6TB01259K#!divAbstract 

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