赵宇亮:无须“毒死细胞”也能抑制肿瘤
无须“毒死细胞”也能抑制肿瘤
经过6年多的不断努力,我们发现,其实无须“毒死细胞”,利用纳米结构的低毒性物质反而可以更有效地抑制肿瘤生长,而且有望克服传统化疗药物的重大缺陷。
2004年,为了降低可能用于体内核磁共振(MRI)造影剂的金属富勒烯Gd@C82的毒性,我们对它进行了多种表面化学修饰。在研究Gd@C82(OH)x类金属富勒烯衍生物的毒性时,在体外它既不杀死肿瘤细胞,也不杀死正常细胞。我们用正常小鼠与肿瘤小鼠进行对照试验,发现在正常小鼠上观察不到毒性反应,但与此同时,在肿瘤小鼠上却发现该物质可以高效抑制肿瘤生长。
起初,由于传统化疗的基本原理是用高毒性药物杀死肿瘤细胞,按照传统思维,大家认为这两个结果之间是矛盾的,因此实验结果放置了很长时间。我们一直在苦苦思索这个矛盾的问题,有一天我突然想到,传统肿瘤化疗药物因为杀死细胞所以给病人带来很多毒副作用,如果没有毒性的药物不杀死细胞却也能够高效抑制肿瘤生长,那岂不是更好!
据此我们提出了肿瘤治疗新策略——肿瘤低毒化疗法。
我们首先通过表面化学修饰得到细胞毒性很低的富勒烯纳米结构物质,并利用这种球形结构的纳米颗粒,研究新一代的抗肿瘤化疗药物。金属富勒烯有直径大约1纳米的球体表面,在这个表面上链接低毒性功能基团,可以降低其生物毒性;同时在球体表面链接20多个功能基团,能使其高效率地抑制肿瘤生长。
经过6年多的攻关,我们从药效学、毒物代谢动力学、低毒性抗肿瘤机制等方面开展了系统研究。结果发现,一定尺寸的低毒/无毒富勒烯纳米颗粒不需要载带药物,本身就具有高效抑制乳腺癌、肺癌和肝癌生长的功能,效果远好于目前的临床药物如顺铂、紫杉醇、环磷酰胺等。不仅如此,富勒烯纳米颗粒还可以高效抑制肿瘤转移,与临床化疗药物如顺铂联用,可以大大降低肿瘤细胞对顺铂的抗药性,提高疗效。而体内动物实验结果证实Gd@C82(OH)x没有可观测的体内毒性。
低毒性纳米物质抗肿瘤生长的作用具有5个重要特征:一是不杀死细胞反而可以更高效地抑制肿瘤生长;二是同时抑制10多种肿瘤血管生长因子表达;三是传统肿瘤药物诱发细胞抗药性,低毒性纳米药物不诱发抗药性,反而降低肿瘤细胞抗药性;四是传统高毒性肿瘤药物损害机体免疫系统,低毒性纳米药物反而大大增强机体免疫功能;五是与传统的肿瘤药物相反,低毒性纳米药物不损伤细胞,反而强力清除细胞内自由基,增强细胞抗氧化能力,而自由基与肿瘤的发生和发展密切相关。
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