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中新網(wǎng)合肥11月4日電 (記者 吳蘭)記者4日從中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院獲悉，該院強磁場科學(xué)中心王俊峰研究員課題組效仿細菌界“生物羅盤”——趨磁細菌，構(gòu)建具有高效腫瘤組織穿透性的類磁小體結(jié)構(gòu)。這種僅約9納米的類磁小體可高效、精準(zhǔn)“快遞”抗腫瘤藥物。
相關(guān)成果近日發(fā)表在國際著名學(xué)術(shù)期刊《美國科學(xué)院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America，PNAS)上。
抗腫瘤藥物的靶向遞送可以有效提高藥物的療效，降低藥物的毒性，是現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)發(fā)展的一個重要研究方向。由于復(fù)雜腫瘤組織環(huán)境等限制，目前納米藥物平均腫瘤靶向效率均低于1%，構(gòu)成了腫瘤治療中的瓶頸之一。
地球上許多動物能利用地磁場導(dǎo)航，如鴿子、海龜、蜥蜴等都發(fā)展出獨特的磁導(dǎo)航機制長途遷徙。同樣，原核生物中的趨磁細菌也能夠響應(yīng)地磁場定向游弋。作為細菌的“生物羅盤”——趨磁細菌可以在地磁場或人工磁場中沿磁場方向定向移動。
據(jù)介紹，趨磁細菌在嚴格的生物礦化機制調(diào)控下，可以組裝為功能化的磁小體，能快速地響應(yīng)外部磁場，且在磁性能、生物兼容性、穩(wěn)定性等方面具有明顯優(yōu)勢。因此，磁小體具有廣泛的應(yīng)用前景。
然而，天然磁小體顆粒之間在體外環(huán)境中十分容易聚集沉淀，從而阻礙其穿透病變組織的能力，并且在血管中的沉積也存在潛在危險和生物毒性。因此，合成尺寸小但保留天然磁小體軟鐵磁特點的類磁小體納米材料，在生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用上有著巨大價值。
在該項工作中，研究人員提出了類磁小體仿生合成的新策略——構(gòu)建了一個類似天然磁小體囊泡的納米反應(yīng)器，在體外重構(gòu)了趨磁細菌磁小體生物礦化的微環(huán)境，并通過這一方法，仿生合成了這款性能優(yōu)異的類磁小體。
隨著磁性納米藥物的發(fā)展，利用施加外部磁場提高磁性納米藥物靶向效率，即磁靶向，成為一種重要且安全的物理干預(yù)策略。實驗結(jié)果表明，在外加磁場引導(dǎo)下，納米尺寸的類磁小體可以快速富集穿透進入腫瘤組織。與其他磁性納米藥物載體相比，仿生合成的類磁小體在腫瘤組織中的靶向性與穿透性提高了一個數(shù)量級。
據(jù)悉，這項工作不僅為納米藥物磁靶向遞送提供一個高效的載體，也為體外研究趨磁細菌生物礦化機制提供了新的模式系統(tǒng)。(完)
