癌症轉移殺手鐧 納米激光「點爆」循壞腫瘤細胞

美國最新研究發現，納米激光釋放到體內時（通過注射或飲用溶液），可以用作光學探針，然後發現並跟蹤循環腫瘤細胞（CTC），將它們分開後，粘附並消滅這些細胞，以達到防止癌症轉移效果。納米激光顆粒先吸收激光，溫度升高後，在細胞中引起衝擊波，並破壞細胞膜。研究結果發表在Nature Communications雜誌上。

納米激光

納米激光是一種納米顆粒，它的英文名spaser意為是射線激發表面等離子擴增（surface plasmon amplification），其尺寸約為20納米，或比人類細胞小几百倍。它的表面附著有葉酸，可有選擇性地針對癌細胞。在大多數人類癌細胞表面，葉酸受體的表面常常過度表達，而正常細胞表達較少。

「除了納米激光之外，沒有其他方法可以有效地檢測和破壞循環腫瘤細胞。」這一發現是由喬治亞州立大學，阿肯色大學醫學科學研究人員，阿肯色大學分校等研究人員共同努力得出的。喬治亞州立大學納米光學中心主任兼物理教授Mark Stockman博士說： 「納米激光是首個CTC剋星，這種顆粒具有生物相容性，可以消滅CTC細胞，而不對健康細胞造成傷害或破壞。任何其他化學物質都會損壞健康細胞，並可能會殺死健康的細胞。我們的研究結果可以為癌症患者提供更好的治療方案。」

癌細胞轉移方式

癌細胞傳播到身體的遠處的過程，稱為癌症轉移。癌細胞常常轉移到骨骼，肝臟，肺和腦部。癌症轉移，常被稱為第四期癌症。根據美國國立衛生研究院國家癌症研究所的數據，一旦癌細胞發生轉移，就很難控制，大多數轉移性癌症目前的治療方法無法治癒。轉移危害較大的方式是通過CTC細胞，而這項研究旨在使用納米激光來檢測和消滅CTC細胞。

研究發現

在這項研究中使用的納米激光直徑22納米，是史上最小的納米激光顆粒。一納米大小僅為一米的十億分之一。大多數納米激光顆粒是用由二氧化硅殼包圍的金球形納米顆粒獲得，並覆蓋有吖啶染料。這種方法廣泛用於追蹤和生物醫學診斷的測量。

研究人員用以下試驗測試了納米激光的效果：具有葉酸受體高度表達的人乳腺癌細胞及葉酸受體表達較少的人類內皮細胞體外試驗，以及小鼠細胞體內試驗。

他們發現用納米激光處理的細胞，在不同激光能量高於表面等離子擴增閾值的情況下，顯示出與一個或多個單個「熱點」，即與周圍對比強烈的區域。通過幾種光學和電子顯微鏡技術檢測到納米顆粒的存在，這說明納米激光顆粒先在細胞膜上積累，然後進入細胞質。

該研究還發現，納米激光顆粒對人體細胞的毒性很低。同時，經受激光激發的納米激光顆粒有選擇性地殺死腫瘤細胞，而不損傷健康細胞。

數據表明，納米激光作為治療和診斷藥物具有很高的潛力，將光學診斷和光熱殺傷細胞整合，僅使用少量激光脈衝來殺死癌細胞。

愛諾美康原創編譯

來源 |Ekaterina I. Galanzha, Robert Weingold, Dmitry A. Nedosekin, Mustafa Sarimollaoglu, Jacqueline Nolan, Walter Harrington, Alexander S. Kuchyanov, Roman G. Parkhomenko, Fumiya Watanabe, Zeid Nima, Alexandru S. Biris, Alexander I. Plekhanov, Mark I. Stockman, Vladimir P. Zharov. Spaser as a biological probe. Nature Communications, 2017; 8: 15528 DOI: 10.1038/ncomms15528

https://www.sciencedaily.com/releases/2017/08/170821102714.htm

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