生物通報道：目前，北卡羅拉納州立大學和北卡羅拉納大學教堂山分校的生物醫學工程研究人員，開發出一種新的抗癌藥物傳遞方法，基本上可在藥物觸發其釋放之前，將其傳遞癌細胞中。該方法可以比作具備一個抗癌炸彈，直到它們進入癌細胞才會引爆，在那里它們將結合摧毀細胞。

本文第一作者莫然（Ran Mo），博士畢業于中國藥科大學，目前是北卡羅拉納州立大學和北卡羅拉納大學教堂山分校生物醫學工程聯合項目的博士后，他指出：“這是一種高效、快速的方法，將藥物傳遞給癌細胞，并觸發細胞的死亡。我們還使用基于脂質的納米膠囊（已經在臨床使用），使它更接近于現實中使用。”

該技術采用納米級脂質膠囊（或脂質體liposomes），將兩種藥物及其釋放機制傳遞到癌細胞中。一組脂質體中含有腺苷-5’-三磷酸鹽（ATP），即所謂的“能量分子”。第二組脂質體中含有一種抗癌藥物阿霉素（Dox），可嵌入一個DNA分子復合體中。當DNA分子接觸到高水平的ATP時，它們會打開并釋放Dox。脂質體的表面與帶正電荷的脂質或肽結合，它們作為開瓶器，可將脂質體導入癌細胞中。

當脂質體被吸入癌細胞后，它們與核內體（一個隔間，杜絕所有外源物質進入細胞）中的細胞其余部分隔離開來。核內體內部的環境是酸性的，這會使Dox脂質體和ATP脂質體融合在一起。

同時，還會同時發生兩件事情。首先，ATP脂質體將其ATP涌入到Dox脂質體中，從其DNA籠狀結構釋放出Dox。第二，Dox脂質體壁會在核內體上制造一個內開口，將其富含Dox的內容物涌入周圍細胞中，導致細胞死亡。

在小鼠模型中，研究人員發現，與用Dox但卻沒有納米脂質體的治療方法相比，新技術可大大降低乳腺癌腫瘤的大小。

本文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合生物醫學工程系助理教授顧臻（Zhen Gu）博士。其研究方向包括納米醫藥、藥物控釋器件、生物醫用高分子材料、生命分析化學、再生醫學工程等。近年來在《Nature Nanotechnology》、《Angewandte Chemie》等著名刊物發表學術論文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。他表示：“這項工作有點類似于以前我們利用聚合物納米凝膠的研究，但是有一個關鍵的區別在于，這種脂質體技術能夠使我們將額外的ATP導入癌細胞中，更快地釋放藥物。”

他補充說：“能夠調整ATP水平非常的重要，因為一些癌細胞缺乏ATP。但是這項技術即使在這些環境中也能發揮作用。”

相關研究成果，以“Enhanced Anticancer Efficacy by ATP-Mediated Liposomal Drug Delivery”為題發表在最近的國際化學頂級期刊《德國應用化學》（Angewandte Chemie）。本文的共同作者還包括生物醫學工程聯合項目的博士生Tianyue Jiang。該研究是由美國國立衛生研究院、北卡羅拉納州立大學大學和北卡羅來納大學教堂山分校資助。（生物通：王英）

延伸閱讀：顧臻創新設計:序貫粒子兩種藥物靶定癌細胞不同部位。

生物通推薦原文摘要：
Enhanced Anticancer Efficacy by ATP-Mediated Liposomal Drug Delivery
Abstract：A liposome-based co-delivery system composed of a fusogenic liposome encapsulating ATP-responsive elements with chemotherapeutics and a liposome containing ATP was developed for ATP-mediated drug release triggered by liposomal fusion. The fusogenic liposome had a protein–DNA complex core containing an ATP-responsive DNA scaffold with doxorubicin (DOX) and could release DOX through a conformational change from the duplex to the aptamer/ATP complex in the presence of ATP. A cell-penetrating peptide-modified fusogenic liposomal membrane was coated on the core, which had an acid-triggered fusogenic potential with the ATP-loaded liposomes or endosomes/lysosomes. Directly delivering extrinsic liposomal ATP promoted the drug release from the fusogenic liposome in the acidic intracellular compartments upon a pH-sensitive membrane fusion and anticancer efficacy was enhanced both in vitro and in vivo.