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阎锡蕴研究员最新Nature子刊文章:铁蛋白纳米粒用于肿瘤靶向与可视化诊断

2012-07-05 11:18 万纹 生物通 阅读 0
核心摘要: 中国科学院生物物理研究所阎锡蕴研究员团队在Nature Nanotechnology上发表研究,研发出新型纳米诊断试剂——铁蛋白纳米粒。该试剂由氧化铁纳米内核和铁蛋白外壳组成,能特异识别肿瘤细胞并催化显色,灵敏度98%、特异性95%,优于传统免疫组化方法。该技术操作简便、快速,将诊断时间从4小时缩短至1小时,为肿瘤早期诊断和治疗提供了新思路。

来自中国科学院生物物理研究所等处的研究人员发表了题为“Magnetoferritin nanoparticles for targeting and visualizing tumour tissues”的文章,研发出新型纳米诊断试剂——铁蛋白纳米粒。该试剂在肿瘤诊断中灵敏度高、特异性强,为肿瘤的诊断和治疗提供了新思路。研究成果发表在《Nature Nanotechnology》杂志上。

文章的通讯作者分别是生物物理研究所的阎锡蕴研究员和梁敏敏(Minmin Liang,音译)。这项研究由生物物理研究所阎锡蕴课题组与地质与地球物理研究所潘永信课题组合作完成。

近年来,应用纳米技术进行恶性肿瘤早期诊断与治疗的研究已在全球范围内全面展开。目前,纳米药物及基因载体研究已取得一定进展,这种应用于恶性肿瘤早期诊断和安全有效的靶向性治疗,未来可能成为继化疗和放疗后更有效的治疗方法。

在这篇文章中,研究人员利用无机纳米材料的生物学新特征,仿生合成了一种新型纳米肿瘤诊断试剂——铁蛋白纳米粒。它由氧化铁纳米内核及铁蛋白外壳两部分组成,是一种双功能纳米小体。蛋白壳能够特异识别肿瘤细胞,氧化铁纳米内核能够催化底物使肿瘤显色,从而区分正常细胞和肿瘤细胞。研究人员通过对九种474例临床常见肿瘤标本的筛查,发现这种新型铁蛋白纳米粒在肿瘤诊断中的灵敏度为98%,特异性为95%,均高于目前临床常用的基于抗体的免疫组化方法。

此外,基于这种铁蛋白纳米粒发展的新型纳米诊断技术具有操作简便、经济、快速的特点,实现了肿瘤特异识别与显色一步完成,简化了常规肿瘤免疫组化中一抗、二抗、三抗及酶底物反应等步骤,使临床常用免疫组化诊断从4小时缩短为1小时,大大提高了临床病理诊断效率,为患者的治疗赢得了时间。

目前,在利用纳米技术进行肿瘤诊断研究方面,已有不少技术,如纳米生物传感器、微小探针技术、纳米生物细胞分离技术等;在治疗方面,则有纳米机器人、纳米载体等。近期,来自瑞士日内瓦大学等处的研究人员开发了一种纳米容器,能够将血管扩张剂特别释放到病变区域。研究人员用酰胺键置换了连接磷脂两部分(头和尾)的酯键。酰胺键是一种有机化合物,能够促进磷脂间的相互作用。一经修饰,分子水合后加热形成液状球体,冷却时以晶状体形式松弛固化。随后制作出心血管系统模型,利用不同程度阻塞的聚合物管代表健康和狭窄的动脉。接下来,一种人工心脏泵被连接到这些动脉上,以再现血管狭窄引起的剪应力。将这一纳米容器注入系统中,并抽取来自健康和狭窄区域的样品。研究结果表明,相比非病变区域,活性药物以较高浓度存在于病变区域,如果药物以单一的方式分配,浓度将更加明显。

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