如何关闭癌细胞的发电站

一种新兴的纳米药物治疗癌症，包括注射携带有毒癌细胞化合物的微小纳米颗粒，有很多好处。这种所谓的光动力疗法(PDT)是无毒的，也不涉及侵入性手术。由埃因霍温理工大学的Jan van hester领导的团队与来自中国和英国的研究人员合作，设计了一种新的PDT纳米粒子，它以一种新颖的方式攻击癌细胞:它们进入细胞并关闭癌细胞的发电站——线粒体——使治疗更加有效。这项新研究发表在《应用化学》．

想象一个城市由一群电站．如果所有的车站同时因故关闭，全市将会停电。城市将陷入停滞，混乱可能随之而来，但最重要的是，城市将无法发挥城市应有的功能。

我们身体里的每个细胞都可以看作一个小城市。细胞中含有细胞器，如细胞核和核糖体，而不是结构。细胞的“发电站”是线粒体，它以三磷酸腺苷(ATP)的形式产生燃料。如果线粒体突然关闭，那么细胞就必然面临死亡——无论它是健康细胞还是癌细胞。

这正是荷兰理工大学复杂分子系统研究所(ICMS)的负责人简·范·赫斯特(Jan van hester)和他的研究团队与来自中国和英国的研究人员合作的目标，旨在为一种新兴疾病找到一种新方法癌症称为光动力疗法(PDT)。

光动力治疗

PDT是一种无毒、无创的替代疗法，可用于消除癌细胞，如化疗、放疗和选择性手术。对于患者来说，这些治疗方法可能有许多副作用，影响他们的生活质量，但幸运的是，不那么磨擦的选择正在开发中。

在PDT中，病人被注射微量纳米粒子携带光敏剂(一种对光有反应的材料)。当纳米颗粒聚集在癌细胞附近时，它们就会被激光并产生一种特定形式的氧气，这种氧气对癌细胞是有毒的，最终导致癌细胞死亡。

在荷兰理工大学，Jan van Hest和他的研究小组在改进PDT方法方面取得了稳定的进展，发表在ACS Nano去年。

关闭癌细胞

然而，通过设计PDT纳米颗粒进入癌细胞并破坏其提供能量的线粒体，细胞可以迅速“断电”，PDT治疗的有效性将大大提高。换句话说，纳米颗粒可以以更有针对性和更快的方式杀死癌细胞。

范·赫斯特说:“这项研究的主要挑战是弄清楚如何让PDT纳米颗粒进入癌细胞，一旦进入细胞，就把纳米颗粒引导到线粒体。”“一旦靠近线粒体，携带光敏剂的纳米颗粒就会被光激活，进而破坏线粒体的微环境，关闭细胞最重要的电源供应。”

荧光的重要性

该团队开发了一种方法，将纳米颗粒制成生物可降解的聚合体，这种空球体可以携带药物、蛋白质或光敏剂。

然而，与以前的纳米颗粒不同，新版本的纳米颗粒被设计成在组成它们的构建块组装时发出荧光。

这种荧光过程被称为聚集诱导发射，发射响应使跟踪纳米颗粒在组织中的位置更容易。

为了快速将纳米颗粒导向细胞内的线粒体，研究小组将吡啶分子附着在纳米颗粒的表面。一旦纳米颗粒聚集在线粒体上，它们的光敏剂货物就会被激光激活，有效地毒害癌细胞中的微环境。这项新研究成功地在体外和体内实验中证明了这一过程。

考虑未来的治疗

尽管如此，范赫斯特很快指出，虽然PDT是一种革命性的新型非侵入性治疗，但仍需要其他治疗方法。“这项工作是开发有效的PDT纳米颗粒的下一步。作为一种治疗方法，与现有的治疗方法结合使用效果最好。重要的是，它将减少对放疗和化疗的依赖，这只会对患者有好处。”

“我们仍然需要更有选择性和更有效的疗法来治疗癌症。就靶向和消除癌细胞而言，PDT具有选择性和准确性的潜力，”van Hest补充道。“这项研究表明，我们可以有效地设计制造自组装纳米颗粒所需的材料，在杀伤方面具有很高的效力癌细胞．"

当然，这些发现促进了对纳米颗粒、它们的追踪和功效的进一步研究和开发。

但是当涉及到线粒体或者癌症发电站细胞在美国，他们的前景并不乐观。他们的灯可能要灭了。

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