据PhysOrg网站2023年12月20日报道,来自斯坦福大学的研究团队正在深入探索碳纳米管在细胞中的进入途径及其在药物和基因传递中的潜在应用。碳纳米管具有吸收近红外线光的能力,而人体组织在近红外线照射下具有较高的透明性,因此,将碳纳米管特异性地附着在癌细胞表面并用近红外激光照射,有望实现对癌细胞的选择性杀伤,而不损伤周围健康组织。这一技术为肿瘤的非侵入性治疗提供了新的思路。
此外,研究表明碳纳米管可以携带蛋白质和DNA进入细胞内部,从而辅助药物或基因的传递。相比传统的球形纳米粒子,中空的碳纳米管具有更大的空间容量,能够携带更多的分子。科学家们正致力于揭示碳纳米管是如何穿越细胞膜的,最终到达细胞的哪个部位。这一机制的理解将帮助科学家选择合适的分子键(如二硫键)来稳定连接药物或基因载体,从而实现高效的靶向传递。
细胞内吞作用是碳纳米管进入细胞的主要途径之一,这一过程依赖于细胞提供的能量,主要通过ATP或热能实现。研究人员发现,使用抑制ATP生成的药物或降低细胞温度后,细胞对碳纳米管的吸收显著减少,证实了内吞作用在纳米管摄取中的关键作用。
值得一提的是,意大利里雅斯特大学的有机化学家Maurizio Prato以及伦敦大学的化学工程师Kostas Kostarelos等学者,早在多年前就对碳纳米管作为药物和基因载体的潜力进行了大量研究。他们发现,碳纳米管进入细胞的途径不仅限于内吞作用,还可能通过其他机制实现。未来的研究将对比不同纳米技术的传递效率,例如中空纳米粒子在药物和基因传递中的表现,从而优化纳米药物的设计和应用策略。
这项研究的最新进展为纳米医学的发展提供了重要的理论基础,有望推动高效、安全的纳米药物传递系统的临床应用,改善癌症等疾病的治疗效果。