納米激光 有效殺死循環(huán)腫瘤細(xì)胞防止轉(zhuǎn)移

美國新研究發(fā)現(xiàn)，納米激光釋放到體內(nèi)時(shí)（通過注射或飲用溶液），可以用作光學(xué)探針，然后發(fā)現(xiàn)并跟蹤循環(huán)腫瘤細(xì)胞（CTC），將它們分開后，粘附并消滅這些細(xì)胞，以達(dá)到防止癌癥轉(zhuǎn)移效果。納米激光顆粒先吸收激光，溫度升高后，在細(xì)胞中引起沖擊波，并破壞細(xì)胞膜。研究結(jié)果發(fā)表在Nature Communications雜志上。

赴美就醫(yī)服務(wù)機(jī)構(gòu)愛諾美康介紹到，納米激光是一種納米顆粒，它的英文名spaser意為是射線激發(fā)表面等離子擴(kuò)增（surface plasmon amplification），其尺寸約為20納米，或比人類細(xì)胞小幾百倍。它的表面附著有葉酸，可有選擇性地針對(duì)癌細(xì)胞。在大多數(shù)人類癌細(xì)胞表面，葉酸受體的表面常常過度表達(dá)，而正常細(xì)胞表達(dá)較少。

“除了納米激光之外，沒有其他方法可以有效地檢測(cè)和破壞循環(huán)腫瘤細(xì)胞。”這一發(fā)現(xiàn)是由佐治亞州立大學(xué)，阿肯色大學(xué)醫(yī)學(xué)科學(xué)研究人員，阿肯色大學(xué)分校等研究人員共同努力得出的。佐治亞州立大學(xué)納米光學(xué)中心主任兼物理教授Mark Stockman博士說：“納米激光是首個(gè)CTC克星，這種顆粒具有生物相容性，可以消滅CTC細(xì)胞，而不對(duì)健康細(xì)胞造成傷害或破壞。任何其他化學(xué)物質(zhì)都會(huì)損壞健康細(xì)胞，并可能會(huì)殺死健康的細(xì)胞。我們的研究結(jié)果可以為癌癥患者提供更好的治療方案。”

癌細(xì)胞傳播到身體的遠(yuǎn)處的過程，稱為癌癥轉(zhuǎn)移。癌細(xì)胞常常轉(zhuǎn)移到骨骼，肝臟，肺和腦部。癌癥轉(zhuǎn)移，常被稱為第四期癌癥。根據(jù)美國國立衛(wèi)生研究院國家癌癥研究所的數(shù)據(jù)，一旦癌細(xì)胞發(fā)生轉(zhuǎn)移，就很難控制，大多數(shù)轉(zhuǎn)移性癌癥目前的治療方法無法治愈。轉(zhuǎn)移危害大的方式是通過CTC細(xì)胞，而這項(xiàng)研究旨在使用納米激光來檢測(cè)和消滅CTC細(xì)胞。

在這項(xiàng)研究中使用的納米激光直徑22納米，是史上小的納米激光顆粒。一納米大小僅為一米的十億分之一。大多數(shù)納米激光顆粒是用由二氧化硅殼包圍的金球形納米顆粒獲得，并覆蓋有吖啶染料。這種方法廣泛用于追蹤和生物醫(yī)學(xué)診斷的測(cè)量。

赴美就醫(yī)服務(wù)機(jī)構(gòu)愛諾美康介紹到，研究人員用以下試驗(yàn)測(cè)試了納米激光的效果：具有葉酸受體高度表達(dá)的人乳腺癌細(xì)胞及葉酸受體表達(dá)較少的人類內(nèi)皮細(xì)胞體外試驗(yàn)，以及小鼠細(xì)胞體內(nèi)試驗(yàn)。

他們發(fā)現(xiàn)用納米激光處理的細(xì)胞，在不同激光能量高于表面等離子擴(kuò)增閾值的情況下，顯示出與一個(gè)或多個(gè)單個(gè)“熱點(diǎn)”，即與周圍對(duì)比強(qiáng)烈的區(qū)域。通過幾種光學(xué)和電子顯微鏡技術(shù)檢測(cè)到納米顆粒的存在，這說明納米激光顆粒先在細(xì)胞膜上積累，然后進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)。該研究還發(fā)現(xiàn)，納米激光顆粒對(duì)人體細(xì)胞的毒性很低。同時(shí)，經(jīng)受激光激發(fā)的納米激光顆粒有選擇性地殺死腫瘤細(xì)胞，而不損傷健康細(xì)胞。數(shù)據(jù)表明，納米激光作為治療和診斷藥物具有很高的潛力，將光學(xué)診斷和光熱殺傷細(xì)胞整合，僅使用少量激光脈沖來殺死癌細(xì)胞。

赴美就醫(yī)機(jī)構(gòu)愛諾美康原創(chuàng)編譯

EkaterinaI. Galanzha, Robert Weingold, Dmitry A. Nedosekin, Mustafa Sarimollaoglu,Jacqueline Nolan, Walter Harrington, Alexander S. Kuchyanov, Roman G.Parkhomenko, Fumiya Watanabe, Zeid Nima, Alexandru S. Biris, Alexander I.Plekhanov, Mark I. Stockman, Vladimir P. Zharov. Spaseras a biological probe. Nature Communications, 2017; 8: 15528 DOI: 10.1038/ncomms15528