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科技前沿
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深圳先進院成功開發(fā)癌癥活性磷療新技術

來源： 中國科技新聞網(wǎng)
作者：南皮縣產(chǎn)學研科技成果中服務中心
日期： 2019-02-24
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近日，中國科學院深圳先進技術研究院喻學鋒研究員課題組在開發(fā)天然生物活性納米化療藥物領域取得新進展。相關工作“Rediscovery of Black Phosphorus: Bioactive Nanomaterials with Inherent and Selective Chemotherapeutic Effects”（基于黑磷的活性磷療——一種天然生物活性納米化療藥物的新發(fā)現(xiàn)）發(fā)表于化學領域的權威刊物Angewandte Chemie International Edition（DOI: 10.1002/ange.201810878，影響因子12.102）。周文華博士和潘婷博士后是論文共同第一作者，喻學鋒研究員是通訊作者。 
　　癌癥作為目前全球主要致死原因之一，對患者、家庭和社會造成了巨大負擔。隨著納米技術的飛速發(fā)展，各類新型納米材料為癌癥的治療提供了新的思路和方法。然而，目前圍繞納米材料的腫瘤治療研究仍主要基于對其物理性能的開發(fā)，而對于納米材料在與細胞內(nèi)環(huán)境相互作用時產(chǎn)生的生物活性則僅被認為是一種生物毒性作用而被忽視。針對這一問題，喻學鋒研究員課題組以黑磷為模型，通過深入研究其化學生物活性，揭示了其作為高選擇性納米化療藥物的潛能。 
　　黑磷作為一種新型二維材料，因其良好的生物活性和生物相容性，以及其優(yōu)越的光學特性，在生物醫(yī)學領域受到廣泛關注。喻學鋒研究員課題組在之前的研究中已成功將黑磷納米材料應用于腫瘤光熱治療（Nature Communications, 2016, 7, 12967）、植入材料（Biomaterials, 2018, 164, 11; Advanced Science, 2018, 5, 1700848）以及生物活性大分子的細胞轉運（Angewandte Chemie International Edition, 2018, 57, 10268）等領域?；谶@些前期工作，以及在這些工作中發(fā)現(xiàn)的黑磷在生理環(huán)境下復雜的降解過程和多樣的活性中間產(chǎn)物，團隊深入探討了黑磷納米片在細胞內(nèi)降解過程的機理和可能誘發(fā)的生物學效應。 
　　課題組研究發(fā)現(xiàn)，由于癌細胞旺盛的胞吞作用、較快的代謝速率和較強的氧化壓力，黑磷納米片易被癌細胞通過胞吞作用大量攝取，并被快速降解，在胞內(nèi)產(chǎn)生大量磷酸根離子。這一過程導致癌細胞內(nèi)環(huán)境改變，引起G2/M期阻滯，從而抑制癌細胞增殖。增殖抑制后的癌細胞進一步通過凋亡和自噬的途徑進入程序化細胞死亡。而對于正常細胞，由于其較弱的攝取活性和代謝速率，黑磷的攝取少且降解緩慢，從而保持了很高的生物相容性。深入的細胞和動物實驗表明，黑磷納米片展現(xiàn)出優(yōu)異的抗腫瘤功效，其對癌細胞的選擇性殺傷作用遠優(yōu)于傳統(tǒng)化療藥物阿霉素（DOX）。 
　　課題組將這一源自黑磷天然生物活性的癌細胞選擇性殺傷作用稱為“生物活性磷基藥物療法（Bioactive Phosphorus-based Therapy）”，簡稱“活性磷療 (BPT)”。該研究不僅展示了黑磷在納米化療藥物開發(fā)領域的巨大前景，同時也揭示了納米材料在腫瘤治療研究領域的新方向。 
　　該研究工作得到了中科院前沿科學研究重點計劃、國家自然科學基金、深圳市科技計劃國際合作研究、相關研究資助局面上項目和香港城市大學戰(zhàn)略研究項目的支持。 
 

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