PNAS：纳米棒治疗：打断癌细胞的“腿”，成功抑制癌症扩散！
2017-06-27 sunshine2015 来宝网
癌细胞最常见的是通过爬行离开原始肿瘤，在转移的过程中重新植根身体的重要部位。现在，佐治亚理工学院领导的一个研究小组已经开发出一种新的治疗方式，从某种意义上说，是打破癌细胞的腿。
【通过切断癌细胞的腿抑制癌症扩散】“你的癌症已经转移了，对不起，”没有人想听医生说。
癌细胞最常见的是通过爬行离开原始肿瘤，在转移的过程中重新植根身体的重要部位。现在，佐治亚理工学院领导的一个研究小组已经开发出一种新的治疗方式，从某种意义上说，是打破癌细胞的腿。
癌细胞经常覆盖自己的长腿状突起，使它们能够蠕变。根据一项新的研究，研究人员已经使用通过激光轻轻加热的微小金棒来捣毁突起。在实验室培养（体外）癌细胞人体细胞的实验中，该治疗可以防止细胞迁移（导致转移的机制）。
这种方法在未来可能潜在地为临床医生提供个体肿瘤作为同时对抗癌症致命传播的武器。医疗领域目前还不足以停止转移。
首席研究员Mostafa El-Sayed说：“如果癌症在一个地方停留在肿瘤中，你可以抓住它，不太可能会杀死病人，但是当它传播到身体周围时，这真的使它致命。
治疗也可以很容易地杀死癌细胞，但是在这个实验中，具体说明它很大程度地显示细胞迁移是至关重要的。
轻轻地停止癌症
在这些实验中，在以前的实验中，实验治疗也免除了健康细胞，使得该方法比常规化学疗法对患者缴费少得多。在过去的动物模型测试中，研究人员已经发现，治疗中使用的金棒没有毒副作用，并且发现低能量激光对健康组织没有可观察到的损伤。
他们没有看到治疗癌症的复发。
El-Sayed说：“该方法似乎非常有效，作为局部给药的治疗方法，也可以保护身体免受癌症蔓延而远离治疗的肿瘤，而且也非常温和，因此如果需要，可以多次施用。
联合主编吴荣虎，第一作者岳武和马萨法阿里阿里发表了他们目前的体外实验结果，这是光热金纳米棒治疗的新发展，于2017年6月26日在国民议事录科学院公布。研究由国家科学基金和国家卫生研究院资助。
它如何工作：Icky腿
要了解治疗如何工作，让我们仔细观察细胞，以及在恶性肿瘤中发生的一些事情。
许多人认为细胞是水样的气球 - 流体包裹在膜鞘中，细胞器在内部漂浮。但这张照片是不完整的。细胞具有称为细胞骨架的支撑网格。
细胞骨架还形成称为丝状伪足的刚毛突起，其从细胞条纹上称为lamellipodia的纤维编织物延伸出来。突起通常有助于健康细胞将其位于组织中的位置移动到它们所属的部分。
但是在恶性肿瘤中，通常健康的细胞功能往往会陷入破坏性的过度驱动。皮层和丝状伪足大大过度产生。
生物分析化学研究生岳武说：“所有这些鳞翅目和丝状伪足给予癌细胞双腿。 “转移需要那些突起，所以细胞可以行进。
工作原理：粘棒
金纳米棒以两种方式阻止突起。这些棒由少量金原子组成 - 纳米指的是仅仅十亿分之几米（尺寸）的东西。
首先，El-Sayed的纳米棒在局部引入，在那里它们阻塞癌细胞上的长腿突起。这些棒被分子（RGD-肽）包被，它们使它们特异性地粘附到称为整联蛋白的一种类型的细胞蛋白质上。
计划生物学博士后研究员阎唐说：“靶向的纳米棒将整合蛋白结合起来并阻断了其功能，所以不能继续引导细胞骨架过度产生鳞状细胞和丝状伪足。单独整合素的结合减缓了恶性细胞的迁移。
但健康细胞没有被靶向。研究的第一作者之一，Moustafa Ali说：“有一些特定的整合素在癌细胞中过量产生。 “而且在健康的细胞里你并没有发现它们。”
工作原理：温和的激光加热
在第二阶段，研究人员用具有近红外（NIR）光的低能激光器击中金纳米颗粒。它呼吁使癌细胞的迁移停止。
“这种光不被细胞吸收，但金纳米棒吸收了它，结果，它们加热并部分融化了与它们相关的癌细胞，破坏了鳞翅目和丝状伪足，”Ali说。 “它没有杀死所有的细胞，而不是在这个实验中，如果我们杀死他们，我们将不能看到我们是否阻止他们迁移。”
如果需要，还可以应用治疗来杀死细胞。
动物模型的早期实验在体内用较热激光器也不起作用。 “这引起炎症，这使得有可能只加热一次，”阿里说。 “因此，这种高温会消除许多癌细胞，但并不是所有这些细胞，一些隐藏的细胞可能已经存活下来，而且还能够迁移。”
研究员吴荣虎说：“这种温和的激光没有烧伤皮肤或损伤组织，所以可以多次给药，更彻底地阻止癌细胞的行进。
医疗的可能性
研究人员目前设想通过直接，局部注射治疗头颈部，乳房和皮肤癌，而使用的低功率近红外激光可以击中深达2-3厘米（稍低于或超过一英寸）的金纳米棒组织。 “但它可能会深达4-5厘米，”阿里说。
可以想象更深层次的肿瘤可以用更深层次的纳米棒进行治疗。 “那么你需要使用光纤或内窥镜激光器，”El-Sayed说。将纳米棒直接注入血液中作为广泛治疗目前还不是一个可行的选择。
El-Sayed的小组以前在Emory大学医学院与美国国家科学院院刊进行了有关动物模型治疗的体内研究。该研究显示，治疗后15个月，小鼠并没有出现毒性反应。
El-Sayed说：“很多在肝脏和脾脏消失了。 “但这些器官的功能在检查后看起来完好无损，一年后，治疗的小鼠都很健康地活着。
总统荣誉
Mostafa El-Sayed是世界上最高度装饰和引用的生物化学家之一，也是纳米科学和技术的先驱。在他的许多认可中，总统乔治·W·布什总统授予的总统国家科学勋章和美国化学学会最高荣誉的Priestley勋章。奥巴马总统任命El-Sayed为总统国家科学委员会勋章。 El-Sayed还参加了化学诺贝尔奖得主Ahmed Zewail的提名。
El-Sayed在物理化学中被称为“El-Sayed's Rule”，其处理电子自旋轨道的复杂性。在2005年失去得癌症的妻子之后，El-Sayed致力于他的知识和研究，以遏制这种祸患。
原始出处：
Moustafa R. K. Ali， Yue Wua， Yan Tang， el al. Targeting cancer cell integrins using gold nanorods in photothermal therapy inhibits migration through affecting cytoskeletal proteins. PNAS (2017). www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1703151114.
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