肿瘤纳米药物:有望突破“钥匙与锁眼”关系的药物设计经典理论
“中科院纳米生物效应与安全性重点实验室”赵宇亮、陈春英等人的实验研究与IBM周如鸿研究员理论模拟合作,在肿瘤高效低毒纳米药物研究方面取得重要的新进展,研究结果已发表在美国科学院院刊(PNAS, 109, 15431,2012),这是继PNAS 2010, PNAS 2011以来,该研究组在美国科学院院刊连续发表的又一重要成果。该重点实验室由高能所和国家纳米中心联合成立。纳米生物效应与安全性重点实验室在2004年发现,原来设计为新一代MRI医学造影剂的含Gd金属富勒烯具有高效抑制肿瘤生长的功能。通过表面化学修饰,研究人员得到了几乎没有毒副作用的Gd@C82(OH)22。它不杀死肿瘤细胞,而是通过调节肿瘤细胞周围的微环境(改善肿瘤细胞生长的“土壤”),把肿瘤细胞“监禁”起来。通过近9年的动物实验和细胞实验研究发现,这种新的方法不仅抑制肿瘤生长,也高效抑制肿瘤转移。
进一步的动物实验和分子动力学模拟研究发现,Gd@C82(OH)22纳米药物与靶分子的相互作用过程与药物设计的经典理论不同,Gd@C82(OH)22并不作用于靶分子MMP的活性位点。Gd@C82(OH)22分子自身首先通过氢键相互作用形成棒状排列的纳米颗粒,然后通过扩散运动接近靶分子的疏水区域,产生非特异性的疏水相互作用,形成过渡态,最后纳米药物和靶分子MMP之间通过氢键作用和疏水作用形成特异性结合。这种特异性结合区域在MMP的疏水区域,而不是传统的活性位点。该研究结果第一次提出了新型纳米药物的设计,有可能超越经典的理论和传统的思路:在传统的“锁眼”以外,靶分子可以为纳米颗粒(而非传统的“分子”)药物提供有更为广阔的结合区域。这大大拓展了设计新型药物的可能性。
目前全世界有关纳米药物的研究,主要以纳米颗粒作为载体载带现有药物。把纳米颗粒直接作为肿瘤治疗药物(不需要载带传统药物),到目前为止,Gd@C82(OH)22体系还是第一个。该实验室通过近9年的系统研究,已经完成8个肿瘤模型的动物实验。除了深入开展抑制肿瘤新机制的基础研究以外,2012年高能所已建成一条中试生产线,正在推进临床前研究的相关工作。
值得一提的是,由于研究成果的国际影响,2012年11月赵宇亮研究员被纳米药物领域的Top刊物美国Nanomedicine(IF=6.69) 增选为副主编,2007年被选为纳米毒理学领域的Top刊物Particle and Fibre Toxicology (IF=7.25)的副主编。2011年赵宇亮应邀担任美国化学会的学术刊物Accounts for Chemical Research(IF=21.67)的专题编辑,和美国加州大学(UCLA)纳米环境健康中心主任Prof. Andre Nel一起,为该刊物编著了“纳米环境健康安全”专辑。这表明,该重点实验室在国内最早开始的两大主要方向,纳米毒理学和纳米药物的研究,均获得国际学术界同行的高度认可。 重点是如何调节微环境,没说啊。 他们在做纳米生物效应实验时,偶然发现了这种材料可以抑制肿瘤,但对正常细胞没有副作用。实验重复多次并确认实验结果是正确的,于是干脆开了一个新课题,研究治疗肿瘤的药物。当时其机理不清楚,但是实验证明确实有效果。不知现在是否把机理研究清楚了。 我知道目前有成熟的纳米银产品上市了,杀菌消毒的。好象也说有抗肿瘤前景。 期待能够尽早投放市场,让大家受益
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