造成癌症

大学的 密歇根

科学家们已经创造出一种相当于特洛伊木马的纳米技术，可以将一种强大的化疗药物偷运到肿瘤细胞内，从而增加药物的抗癌活性并减少其毒副作用。

先前的细胞培养研究表明，将抗癌药物附着在纳米颗粒上靶向递送到肿瘤细胞可以增加治疗反应。现在，密歇根大学的科学家们已经证明，这种基于纳米技术的治疗在活体动物身上是有效的。

“这是第一个证明纳米颗粒靶向药物实际上离开血液，集中在癌细胞中，并对动物肿瘤产生生物效应的研究，”密歇根大学鲁斯道恩生物纳米技术教授詹姆斯·r·贝克博士说，他指导了这项研究。

“我们非常乐观地认为纳米技术可以显著改善癌症治疗，”贝克说，他是密歇根纳米技术医学和生物科学研究所的主任。“直接针对癌细胞的药物减少了到达正常细胞的数量，增加了药物的抗癌效果，降低了其毒性。通过提高癌症药物的治疗指数，我们希望把癌症变成一种慢性的、可控制的疾病。”

这项研究的结果将发表在2005年6月15日的《科学》杂志上癌症研究．

密歇根大学科学家使用的药物运载工具是一种被称为树状大分子的人造聚合物分子。这些树状大分子的直径不到5纳米，小到足以从细胞膜上的小孔中穿过。

树状大分子具有树状结构，有许多分支，科学家可以在这些分支上附着各种分子，包括药物。在实验中，密歇根大学的科学家将甲氨蝶呤(一种强效抗癌药物)附着在树突分子的分支上。在其他树枝上，他们贴上荧光显像剂和他们的秘密成分:叶酸。

叶酸是所有细胞健康运作所必需的重要维生素。但癌细胞似乎需要比平均水平更多的维生素d。为了吸收尽可能多的叶酸，一些癌细胞在细胞膜上显示出更多的叶酸受体对接位点。通过利用癌细胞对叶酸的胃口，密歇根大学的科学家们能够防止癌细胞对化疗药物产生耐药性。

“这就像特洛伊木马，”贝克解释说。“纳米颗粒上的叶酸分子与肿瘤细胞膜上的受体结合，细胞立即将其内化，因为它认为自己获得了所需的维生素。但是，当叶酸穿过细胞膜时，细胞也会吸收会毒害细胞的甲氨蝶呤。”

贝克说，在传统的化疗中，像甲氨蝶呤这样的药物必须通过细胞膜扩散才能进入癌细胞。这是一个缓慢的过程，需要在细胞外液中加入高浓度的药物，这会损害正常的细胞和组织。

当在接受人类上皮癌细胞注射的实验室小鼠中进行测试时，使用叶酸和甲氨蝶呤的纳米颗粒治疗在延缓肿瘤生长方面的效果是单独给药的10倍。在这项研究中，纳米颗粒治疗对小鼠的毒性也被证明比单独使用抗癌药物小得多。

“在我们最长的试验中，持续了99天，30%到40%的小鼠服用含有甲氨蝶呤的纳米颗粒存活了下来，”密歇根大学研究人员和该研究的第一作者Jolanta Kukowska-Latallo博士说。“所有接受游离甲氨蝶呤治疗的小鼠都死亡了，要么是因为肿瘤过度生长，要么是因为药物的毒性作用。

Kukowska-Latallo补充说:“我们发现，与接受游离甲氨蝶呤或单独接受树状大分子治疗的小鼠相比，接受靶向纳米颗粒治疗的所有小鼠的肿瘤生长都有统计学上的显著减少。”“有效地，我们实现了30天的肿瘤生长延迟。考虑到老鼠的寿命，这是很重要的。老鼠的一个月相当于人的三年。”

在他们开始研究靶向纳米粒子治疗癌症的效果之前，密歇根大学的科学家们将带有荧光标签的树状大分子注射到实验室小鼠的血液中，以确定它们在体内的保留位置。结果表明，肾脏能迅速过滤血液中的游离纳米颗粒，并将其排除在尿液中。研究人员没有发现纳米颗粒能够离开血液进入大脑的证据。在这项研究中，纳米颗粒似乎没有在老鼠身上产生免疫反应。

在未来的研究中，密歇根纳米技术研究所的科学家将在实验动物中确定甲氨蝶呤靶向纳米疗法的最大治疗剂量，并完成其他初步研究，为第一次人体临床试验做准备，Baker说，计划在两年内开始。

密歇根纳米技术研究所的研究人员也在计划利用其他化疗药物探索基于纳米技术的治疗方法。贝克说:“有许多抗癌药物非常有效，但它们现在不能使用，因为它们毒性太大。”“如果这些药物可以通过靶向纳米粒子系统输送，我们可能能够克服毒性问题，为癌症患者提供更广泛的治疗药物。”

贝克相信，通过将不同的靶向分子和不同的药物附着在纳米颗粒上，科学家最终将能够开发出针对多种癌症的有效疗法，甚至可能针对个体的特定癌症进行个性化治疗。