据2006年7月3日报道,许多纳米粒子能够穿透细胞膜并将治疗性药物递送至肿瘤细胞中。然而,在某些情况下,纳米粒子会被困在细胞内体(细胞内的囊泡结构)中,而细胞内的酶可能分解某些抗癌药物。因此,需要到达细胞核才能杀死癌细胞的抗癌基因或药物可能永远无法完整地到达目标位置。
为了解决这一问题,韩国大田市韩国科学技术高级研究院的研究人员开发了一种温度敏感型聚合物纳米粒子,该粒子在温度变化时会迅速膨胀。这种膨胀会破坏细胞内体,并将纳米粒子中的药物释放到细胞质中。研究人员证明,可以利用金纳米粒子来稳定这些温度敏感型纳米粒子。
Park博士及其同事在《生物大分子》期刊上描述了利用多种聚合物制备温度响应性纳米粒子的实验。研究表明,当聚乙烯亚胺(PEI,一种能将基因递送至细胞内的聚合物)与商用共聚物Pluronic F-127(由聚氧化乙烯和聚氧化丙烯交替组成)混合时,会形成一种纳米粒子,当温度从33°C降至24°C时,其体积膨胀40倍。
含有荧光标记的温度敏感型纳米粒子在37°C下被递送至肿瘤细胞内部,进入细胞后30分钟内被隔离在细胞内体中。随后,研究人员将培养基温度降至20°C并持续15分钟——电子显微镜图像清晰显示,纳米粒子膨胀并破坏了细胞内体,将荧光标记的药物释放到细胞质中。在对照实验中,使用温度稳定的聚合物纳米粒子未观察到细胞质中荧光信号随温度降低而变化。目前,研究人员正致力于开发在组织中诱导局部“冷休克”的方法。
在《Langmuir》期刊上发表的第二篇论文中,Park博士团队描述了第二种温度敏感型聚合物,该聚合物使用金纳米粒子替代PEI与Pluronic F-127混合。这些混合纳米粒子更稳定,在血液中剧烈的物理条件下具有更强的抵抗力,同时在温度骤降时仍能大幅膨胀。研究人员指出,金纳米粒子在聚合物核周围形成外壳,使得聚合物核可以利用金壳作为平台,通过成熟的化学技术靶向肿瘤分子。
题为《利用热能触发温度敏感型聚醚/聚乙烯亚胺纳米粒子破坏细胞内体囊》的论文详细描述了利用温度敏感型纳米粒子破坏细胞内体的方法,该论文已在印刷版发行前在线发表。另一篇题为《金纳米粒子壳交联稳定温度敏感型聚醚粒子》的论文也已在印刷版发行前在线发表。
来源:美国国家癌症研究学会