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科学家如何利用纳米技术治疗多种疾病改善人类健康?

来源:本站原创 2018-10-27 23:08

近年来,科学家们利用纳米技术在多种人类疾病的治疗中取得了非常显著的效果,本文中,小编就对近期相关研究成果进行汇总,分享给大家!

【1】JNCI:神奇的纳米颗粒或能改善乳腺癌患者的化疗反应且能增强抗肿瘤免疫力

doi:10.1093/jnci/djy131

近日,一项刊登在国际杂志Journal of the National Cancer Institute上的研究报告中,来多伦多大学的研究人员通过研究将调控肿瘤纳米颗粒与多柔比星相结合来增强临床前乳腺癌模型对化疗的反应,这种组合性的策略能够有效增强机体的抗肿瘤免疫力,未来有望帮助治疗癌症患者。化疗是很多癌症的一线疗法,然而肿瘤微环境的组成通常是疗法有效性的关键屏障,这通常就需要患者接受更高剂量的药物来达到预期的治疗效果;而患者重复高剂量的化疗所带来的副作用常常会给其健康带来潜在的有害效应,比如损伤健康组织和器官等,这些对于患者而言都是致命性的。

研究者Xiao Yu Wu表示,我们所面临的挑战是寻找新的方法,从而以最低剂量的化疗给患者带来较好的治疗效果;这项研究中我们开发出的新型组合性疗法似乎就能够降低肿瘤对多比柔星的耐药性,从而使得化疗在低剂量水平下仍然有效。实际上研究人员发现,利用肿瘤调节纳米颗粒及常用化疗药物联合进行单一治疗就能给临床前癌症动物模型带来60%的治愈率,相比仅用化疗方法而言,还能够让模型机体的肿瘤完全消退,同时增加5倍的预期寿命。

【2】PLoS NTD: 纳米技术帮助产生针对多种不同亚型登革热病毒的疫苗

doi:10.1371/journal.pntd.0006793

由UNC医学院的Aravinda de Silva实验室领导的一系列研究中的最新研究表明,使用纳米粒子技术能够提高登革热病毒疫苗的效果。

每年估计有还有数百万人感染登革热病毒,其中25,000人死于登革热感染。科学家多年来一直试图制造登革热疫苗,但由于病毒存在四种不同血清型,制造有效的疫苗具有相当大的挑战性。一个人要想完全受到登革热疫苗的保护,就需要同时接种四种血清型疫苗 - 这是现有单种疫苗无法实现的。在最近发表在《PLOS Neglected Tropical Diseases》的文章中,微生物学和免疫学教授Aravinda de Silva博士和UNC研究助理Stefan Metz博士详细介绍了他们的纳米粒子传递平台与其他疫苗接种平台相比如何产生更均衡的免疫反应。

【3】PNAS:合二为一!诊疗纳米药高度杀伤癌细胞

doi:10.1073/pnas.1809258115

正在兴起的抗肿瘤纳米技术使得研究人员可以将药物靶向输送到肿瘤组织,减少药物在关键器官中的富集,以此降低副作用。这就促使了研究人员开发具有治疗药物和成像试剂的纳米载体,使得肿瘤治疗和肿瘤可视化合二为一。

近日来自俄罗斯下诺夫哥罗德国立罗巴切夫斯基大学的研究人员就将放射性核素钇-90(90Y)标记的上转换纳米颗粒(upconversion nanoparticles,UCNP)和靶向性毒素联合起来进行肿瘤治疗。研究结果显示这种复合物可以治疗HER2阳性的乳腺癌,同时这种治疗诊断复合物在体内外都具有良好的治疗效果和成像效果。

这个复合物的核心是一个UCNP,这是一种常用的诊断试剂,它可以将组织穿透能力强的近红外光(near-infrared light ,NIR)转变为紫外或可见光,而NIR是UCNPs最有价值的性质。这个新的诊疗复合物携带两个毒性模块——90Y和靶向毒素DARPin-PE40,二者可以通过不同的机理对肿瘤细胞进行杀伤。

【4】Molecular Therapy:脂质体纳米颗粒增强基因疗法治疗囊泡性纤维化的疗效

doi:10.1016/j.ymthe.2018.05.014

尽管数年前研究人员就开始采用基因治疗纠正囊性纤维化跨膜电导调节体(cystic fibrosis transmembrane conductance regulator,CFTR)来治疗囊性纤维化,但是基因疗法治疗囊性纤维化的潜力并没有得到该有的关注。

通过纳米颗粒输送mRNA是一种将遗传物质输送进入大量广泛分布细胞群体(例如呼吸道上皮细胞)的强有力技术。为了研究纳米颗粒输送mRNA治疗囊性纤维化的临床应用前景,来自俄勒冈州立大学药学院药学系等单位的科学家们近日开发出了一种基于临床相关脂质的脂质体纳米颗粒(lipid-based nanoparticle,LNP),并用它包装和输送化学修饰的CFTR mRNA(cmCFTR)进入病人来源的支气管上皮细胞,结果发现莫定位CFTR数量增加,恢复了其作为氯离子通道的主要功能,相关研究成果于近日发表在《Molecular Therapy》上。

【5】纳米技术可以帮助治疗阿尔兹海默症么?

新闻阅读:Can nanotechnology help treat Alzheimer's?

阿尔兹海默症(Alzheimer's disease,AD)是最常见的痴呆疾病,会给病人及家属带来致命的打击。现有的药物只能治疗AD的症状,却无法根除其诱因。

弗罗里达国际大学(FIU)的研究人员目前正在研究一种使用纳米技术治疗AD的新方法,旨在降低脑部炎症。

“现有的药物影响脑部神经递质,但是脑部仍然存在炎症,这似乎是AD的根源所在。”赫伯特·韦特海姆医学院的纳米技术负责人和生物医学研究副主任Madhavan Nair说道。

【6】Mol Pharma:治疗肺癌的新型纳米颗粒顺利进入临床前试验的下一阶段

doi:10.1021/acs.molpharmaceut.7b00900

近日,来自托马斯杰斐逊大学的研究人员表示,非小细胞肺癌纳米颗粒疗法目前已经顺利通过了临床前试验的下一个阶段,相关研究结果刊登于国际杂志Molecular Pharmaceutics上。

非小细胞肺癌(NSCLC)是一种最常见的肺癌类型,其常常非常难以治疗;3A级肿瘤患者的5年生存率仅为36%,文章中研究人员基于纳米技术开发出了一种新型的肺癌治疗手段,如今研究人员已经能够利用该方法有效治疗肺癌小鼠模型。研究者所涉及的纳米颗粒能够运输特殊的分子来阻断肿瘤生长,同时还会促进肿瘤对化疗变得更加敏感,这种特殊的分子名为microRNA 29b,然而如果单独注射该分子进行治疗的话,或许就无法给小鼠模型带来有效的治疗效果了,同时这种分子还能在机体血液中快速降解或被免疫细胞移除。

【7】ACS AMI:微小肿瘤再无藏身之地!科学家开发可以发光并产热的高分子纳米颗粒,精准定位并杀伤微小肿瘤!

doi:10.1021/acsami.7b19503

癌症治疗最主要的一个问题找到微小肿瘤并在它们转移之前杀灭它们。为了克服这个问题,来自威克·弗里斯特浸会医疗中心的研究人员已经开发出了一种可以找到微小肿瘤的荧光纳米颗粒,一旦到达肿瘤部位就可以发光,同时可以使用光激活纳米颗粒产生热量杀死癌细胞。

而最近一项使用这种杂化受体-供体高分子纳米颗粒(H-DAPPs)在小鼠身上成功定位并杀死乳腺癌细胞的研究发表在了《ACS applied Materials and Interfaces》上。

“一个无法预料的结果是这种纳米颗粒在没有任何靶向基团的情况系如何准确定位微小肿瘤。”研究领导作者、威克·弗里斯特浸会医疗中心整形外科副教授Nicole Levi-Polyachenko博士说道。“肿瘤中富集大量的H-Dapps就可以精准地引导我们如何以及在哪里使用光照来产生热量杀死癌细胞。”

【8】Nat Biomed Engine:利用纳米囊泡装饰干细胞有望改善心脏修复的靶向性疗法

doi:10.1038/s41551-017-0182-x

尽管心脏干细胞疗法对于心脏病患者而言是一种极具前途的治疗手段,其能够指导细胞进入到损伤部位并让其停留,但如今在治疗心脏病方面科学家们仍然面临巨大挑战,近日,刊登在国际杂志Nature Biomedical Engineering上的一篇研究报告中,来自北卡州立大学的研究人员利用动物模型进行了一项初步研究,他们发现,利用血小板纳米囊泡来装饰心脏干细胞或能增加干细胞寻找并在心脏病发作损伤部位停留的能力,同时还能增强疗法的治疗效果。

研究者Cheng说道,血小板能够进入并停留到损伤位点,甚至在某些情况下其还能够招募机体自身存在的干细胞至损伤部位,但其似乎是一把双刃剑,这是因为,当血小板到达损伤位点时,其会诱发促进凝血的凝集过程,而在心脏病发作的时候,血凝块或许是研究人员最不想看到的。

【9】Nat Biotechnol:我国科学家利用DNA纳米机器人在体内高效靶向癌症

doi:10.1038/nbt.4071

在一项新的研究中,来自中国科学院国家纳米科学中心的研究人员发现他们开发出的DNA纳米机器人能够在血液中运行,发现肿瘤,并且递送一种导致血液凝结的蛋白,从而导致小鼠中的癌细胞死亡。相关研究结果于2018年2月12日在线发表在Nature Biotechnology期刊上。

研究者表示,这些作者“证实对利用生物相容性的、可生物降解的和基于DNA的生物纳米机器人进行癌症治疗而言,进行部位特异性的药物递送确实是有可能的。这涉及诊断癌症表面上的生物标志物,并且一旦识别到它们,就递送特定的药物来治疗这种癌症。”

Yan在发给《科学家》杂志的一封电子邮件中写道,这些作者们的首要目标是“找到一种设计能够用于人类癌症治疗的纳米机器人的途径。”

【10】Science光遗传学重大突破!上转换纳米颗粒助力大脑深部刺激!或将颠覆神经疾病治疗!

doi:10.1126/sciadv.aaq1144

你无法看到水井或者海水深处,因为光无法穿透这么深。尽管大脑并非无底洞,但是神经学家们在研究大脑深部结构时也面临着相同的问题,光无法穿透到大脑深部。这对光遗传学而言更是个问题,因为这种技术主要通过光操纵遗传标记的大脑细胞,在过去数十年间越来越流行。“光遗传学是实验室控制神经元的突破性工具,将来也有可能运用于临床。”日本理化研究所(RIKEN)脑科学研究所研究组长Thomas McHugh说道。“不幸的是,现在向大脑导入光需要侵入性光学纤维。”

McHugh及其同事现在找到了将光非侵入性导入到脑深处的新方法。在他们昨天发表于《Science》上的文章中,他们使用上转换纳米颗粒(UCNPs)将激光导入到了头盖骨深处。这种纳米颗粒可以在传统光遗传学无法达到的深度吸收近红外光并将它们转变为可见光。这种方法被用于激活大脑不同区域的神经元、沉默癫痫及激活记忆细胞。“纳米颗粒可以有效地延长我们光纤可以到达的深度,从而可以进行光的远程递送,实现非侵入性治疗。”McHugh说道。(生物谷Bioon.com)

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