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“腫瘤饑餓療法”取得新進展:中科院最新納米機器人成功“餓死”小鼠腫瘤

1971年,哈佛大學Judah Folkman教授首先提出惡性腫瘤生長和轉移依賴于腫瘤新生血管的觀點,由此開創了腫瘤血管形成理論,并致力于血管靶向治療的研究。實驗證明,當腫瘤體積很小(<2 mm3)時,僅靠其周圍的組織液供氧即可生存。但一旦長大,中心就會因供氧不足而壞死,腫瘤即會分泌出各種促血管形成因子,在腫瘤周圍形成新的血管網(腫瘤性新生血管),使腫瘤得以繼續生長。因此,以抗腫瘤血管形成為目的的治療應運而生。但是,試圖通過選擇性地切斷腫瘤的血液供應來“餓死”腫瘤的想法始終未得以實現。

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就在近日,中國科學家團隊研發出了一種可編程、基于DNA折紙技術的納米機器人系統的納米機器人。為人類對抗腫瘤帶來了新武器。這些納米機器人每個都由一個扁平的矩形DNA折紙制成,其面積僅為90 nm×60 nm,厚度僅為2 nm。將四個凝血酶分子連接到這個“折紙板”表面,然后將其卷成空心管,形成包裹凝血酶分子的管狀結構,這些管狀結構以核仁素(在腫瘤相關的內皮細胞上特異性表達的蛋白)作為緊固鏈固定在一起,最終結構的直徑約為19 nm,長度約為90 nm。納米機器人可以將凝血酶特異性地遞送至腫瘤,在不影響健康組織脈管系統的前提下,使腫瘤供血血管中形成血栓,從而有效切斷了腫瘤生長發育所需氧氣和營養物質的“生命供給線”。研究人員指出:“這些納米機器人可以通過編程來傳輸分子有效載荷,引起局部腫瘤血液供應受阻,從而導致組織死亡、腫瘤縮小?!?/span>

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對小鼠的實驗結果表明,納米機器人可在給藥24小時內導致腫瘤血管閉塞;48小時后出現進行性血栓;72小時后在腫瘤血管中出現明顯的致密血栓。實驗期間,實驗動物的各個主要器官均未出現血栓及其他異常,說明納米機器人對腫瘤血管血栓形成具有特異性。該團隊還對兩種不同的哺乳動物進行了廣泛的安全性研究,其中包括巴馬小型豬。這種動物在生理和解剖學上與人類非常相似。研究證明,在巴馬小型豬中納米機器人同樣具有阻塞腫瘤血管的作用,并且未出現異常,說明這種納米機器人是安全可靠的。

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DNA納米機器人傳遞凝血酶是DNA納米技術在癌癥治療應用中的重大進步,合理設計的攜帶各種藥物的不同納米機器人組合可能有助于實現癌癥研究的最終目標。希望該技術能夠早日應用于臨床實踐,為更多的腫瘤患者減輕病痛。


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