生物通報道  生物醫(yī)學工程研究人員開發(fā)了一種新技術，利用稱之為“能量分子”的三磷酸腺苷（ATP）觸發(fā)抗癌藥物直接釋放到癌細胞中。早期實驗室測試表明它提高了一些乳腺癌靶向藥物的效力。這項技術是由北卡羅來納州立大學和北卡羅來納大學教堂山分校的研究人員所開發(fā)，研究結果發(fā)表在《自然通訊》（Nature Communications）雜志上。

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論文的資深作者是北卡羅來納州立大學/北卡羅來納大學教堂山分校聯(lián)合生物醫(yī)學工程系助理教授顧臻（Zhen Gu）博士。其研究方向包括納米醫(yī)藥、藥物控釋器件、生物醫(yī)用高分子材料、生命分析化學、再生醫(yī)學工程等。近年來在《Nature Nanotechnology》、《Angewandte Chemie》等著名刊物發(fā)表學術論文20余篇。同時申請國際專利3項、中國專利1項、美國專利6項（延伸閱讀：顧臻創(chuàng)新設計:序貫粒子兩種藥物靶定癌細胞不同部位 ）。

顧博士說：“這是一個概念證明，我們證實了現(xiàn)在有一種新工具可將抗癌藥物直接導入到癌細胞中，這樣應該會使得藥物治療更顯著起效。”

顧臻研究小組開發(fā)出了一些外殼摻入透明質(zhì)酸（HA）的球形納米顆粒，HA可與癌細胞表面的某些蛋白質(zhì)互作。當靶標癌細胞與HA接觸時，細胞會吸收整個納米顆粒。

一旦進入到癌細胞內(nèi)部，這些納米顆粒的外殼會分解，釋放出它的負載：一些包埋著抗癌藥物多柔比星（Dox）的復合DNA分子，Dox會靶向癌細胞的細胞核。

研究人員將這些DNA分子設計成只有在與高水平的ATP接觸時才會展開釋放Dox。高水平的ATP通常只存在于細胞內(nèi)部，這意味著Dox是在離細胞核驚人的距離內(nèi)被釋放，而不會不經(jīng)意釋放到細胞外。

論文的主要作者、聯(lián)合生物醫(yī)學工程系博士后研究人員莫然（Ran Mo，音譯）說：“這是第一次利用ATP作為一種分子觸發(fā)器，可在體內(nèi)外控制釋放抗癌藥物。”ATP負責運輸細胞內(nèi)代謝所需的化學能。

在體外測試中，相比于不摻入ATP靶向元件的其他技術，新技術對抗MDA-MB-231人類乳腺癌細胞的效率要高3.6倍。

研究人員還利用乳腺癌小鼠在體內(nèi)模型中測試了這一新技術。研究人員發(fā)現(xiàn)，ATP靶向技術比其他技術能夠明顯更有效地抑制腫瘤生長。

顧臻說：“我們也相信，我們能夠通過在某些特定區(qū)域操控ATP水平使得這一技術更具靶向性。”

(生物通：何嬙）

作者簡介：

顧臻

男，博士，江蘇海門人，漢族。美國北卡大學教堂山分校（UNC-CH）/北卡州立大學（NCSU）聯(lián)合生物醫(yī)學工程系教授（藥學工程方向），生物大分子診療工程實驗室主任。曾擔任美國麻省理工學院（MIT）化工系/哈佛大學醫(yī)學院Robert Langer教授實驗室博士后研究員。曾獲南京大學化學化工學院化學系理學學士學位及高分子科學與工程系理學碩士學位，美國加州大學洛杉磯分校（UCLA）應用科學與工程學院工學博士學位。

研究方向包括：藥物控釋，智能生物醫(yī)用材料及器件，生物芯片技術，新型微納加工技術及基于交叉學科的高效教學方法探究等。顧臻博士領導的實驗室緊扣藥物傳遞及組織工程的研究前沿，致力于癌癥、糖尿病及心腦血管疾病治療及診斷的新方法、新材料和新器件的研究及其成果轉化。近年來在《Nature Nanotechnology》、《Angewandte Chemie》、《Nano Letters》、《ACS Nano》、《Advanced Materials》、《Biomaterials》、《Nano Today》及《Chemical Society Reviews》等著名刊物發(fā)表學術論文20余篇。同時申請國際專利3項、中國專利1項、美國專利6項，并積極開展成果轉化。目前擔任《中國醫(yī)療設備》海外編委及33種專業(yè)期刊特約評審。

生物通推薦原文索引：

The paper, "ATP-triggered anticancer drug delivery," was published March 11 in Nature Communications. Co-authors from Gu's lab include Tianyue Jiang, a Ph.D. student; Rocco DiSanto, a master's student; and Dr. Wanyi Tai, a postdoctoral researcher. The research was supported by the National Institutes of Health under grant 1UL1TR001111 and funding from NC State.