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Sci Rep:如何利用太阳能杀死癌细胞?

来源:本站原创 2020-02-11 23:20

2020年2月11日讯 /生物谷BIOON /--科学上的突破并不总是发生在实验室里。密歇根州立大学(Michigan State University)的研究人员Sophia Lunt和Richard Lunt认为,他们的许多突破都是在社区散步时发生的。

这对夫妇一步一步的研究揭示了一种利用传统太阳能技术检测和攻击癌细胞的新方法。发表在最新一期《Scientific Reports》上的研究结果显示,光激活荧光染料在疾病诊断、影像引导手术和特定部位肿瘤治疗方面取得了显着进展。

图片来源:Scientific Reports

"我们已经在乳腺癌、肺癌、皮肤癌细胞系和小鼠模型中测试了这个概念,到目前为止,它看起来都非常有希望,"密歇根州大生物化学和分子生物学家Sophia说。

Johansen Crosby捐赠的化学工程与材料科学教授Richard表示,尽管这些发现在癌症领域应用的可能性最大,但他们的发现具有在其他领域应用的潜力。

他说:"这项工作有潜力将荧光探针转化为广泛的社会影响,其应用范围从生物医学到光催化--光加速化学反应。我们的太阳能研究启发了这个癌症项目,反过来,聚焦于癌细胞也推进了我们的太阳能电池研究;这是一个惊人的反馈循环。"

在与Lunts的联合努力之前,用于治疗和诊断的荧光染料,又名诊疗试剂,有缺点,如低亮度,对细胞的高毒性,组织穿透性差和副作用。

通过光电调谐用作诊疗试剂的有机盐纳米颗粒,Lunts夫妇能够在一系列癌症研究中控制它们。诱导纳米颗粒进入无毒区域可以增强成像,同时将其推入光毒性或光激活范围可以产生有效的肿瘤现场治疗。

关键是要学会独立于它们的光学性质来控制它们的光活性分子的电子元件,然后迈出一大步,以一种新的方式将这种认识应用到一个看似毫不相关的领域。

Richard最近从他把光伏转化为太阳能玻璃的工作中发现了电子调节这些盐的能力。Sophia一直在研究癌细胞特有的代谢途径。当Lunts夫妇在散步时讨论太阳能玻璃时,他们发现了两者之间的联系:太阳能电池中活跃的分子也可能被用来更有效地瞄准和杀死癌细胞。

1000英里的旅程

他们的散步一开始并不科学。Lunts夫妇在普林斯顿大学相遇后不久,Richard就搬到了另一所大学。为了维持他们的异地恋,他们安排每天打电话。来到MSU后,个人的学术生涯需求取代了地理距离,成为对他们繁忙生活的挑战。

为了每天联系,他们每天晚上一起散步。无论晴雨,他们都会进行两英里的散步,而且经常进行科学讨论。Sophia说,他们散步的三个关键是有意识的好奇心、毅力以及不同领域和视角的融合。

她说:"我们谈论科学、职业生涯的战略规划和各种资助。我们互相交换想法。我们不断地交谈,对某个特定的话题或挑战进行头脑风暴,常常会带来令人兴奋的'顿悟'时刻。"

他们的步行帮助他们克服了许多挑战。

"我们最初的实验结果并不如预期的那样;我很惊讶我们没有放弃,因为一开始这个想法看起来很疯狂。" Richard说。"为了搞清楚如何做这项研究,我走了很多路。"

显然,结果是值得的。未来的研究工作将致力于提高诊疗试剂的有效性,减少毒性和副作用。Lunts夫妇已经为他们的工作申请了专利,他们期待着最终将他们的光活性分子发现推向临床试验

Richard笑着说:"尽管那样会多走很多路。"

参考资料:

Sophia Y. Lunt et al. Modulating cellular cytotoxicity and phototoxicity of fluorescent organic salts through counterion pairing. Scientific Reports (2019). DOI: 10.1038/s41598-019-51593-z
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