抗击癌症的纳米粒子：与疾病作斗争的新武器

抗击癌症的纳米粒子：与疾病作斗争的新武器"我们的研究有两个创新之处：发现了一个新的治疗靶点和一种新的纳米载体，在选择性地传递免疫疗法和化疗药物方面非常有效，"资深作者、皮特大学药学院制药科学教授、UPMC希尔曼癌症中心调查员SongLi医学博士说。"我对这项研究感到兴奋，因为它具有高度的转化性。我们还不知道我们的方法是否对病人有效，但我们的发现表明有很大的潜力"。含有化疗药物FuOXP和阻断Xkr8表达的新型免疫疗法siRNA的纳米粒子的电子显微镜图像。资料来源：Chen等人，2022年，《自然-纳米技术》，10.1038/s41565-022-01266-2化疗是癌症治疗的支柱，但残留的癌细胞会持续存在并导致肿瘤复发。这个过程涉及一种叫做磷脂酰丝氨酸（PS）的脂质，它通常存在于肿瘤细胞膜的内层，但在化疗药物的作用下会迁移到细胞表面。在表面，PS作为一种免疫抑制剂，保护剩余的癌细胞不受免疫系统的影响。皮特大学的研究人员发现，用化疗药物氟尿嘧啶和奥索铂（FuOXP）进行治疗会导致Xkr8的水平增加，这种蛋白质控制PS在细胞膜上的分布。这一发现表明，阻断Xkr8将阻止癌细胞将PS分流到细胞表面，使免疫细胞能够清除化疗后残留的癌细胞。化疗FuOXP如何导致肿瘤的免疫抑制的拟议策略（图片左侧），但一种阻断一种叫做Xkr8的蛋白质表达的新型免疫疗法可以重新激活免疫系统（图片右侧）。新研究发现，FuOXP导致Xkr8的水平增加，这种蛋白质能将PS重新分配到细胞表面，由于更多的T调节细胞和促进肿瘤的M2巨噬细胞而导致免疫抑制。然而，当研究人员用siRNA阻断Xkr8的表达时，PS仍然在细胞膜的内层，通过提高抗肿瘤的T细胞、M1巨噬细胞和树突状细胞的数量来增强免疫系统。资料来源：Chen等人，2022年，自然-纳米技术，10.1038/s41565-022-01266-2在最近发表在《细胞报告》上的一项独立研究中，皮特大学免疫学助理教授Yi-NanGong博士也发现Xkr8是一个新的治疗目标，可以提高抗肿瘤免疫反应。Li和他的团队设计了被称为短干扰RNA（siRNA）的遗传代码片段，它关闭了特定蛋白质的生产--在这种情况下是Xkr8。在将siRNA和FuOXP一起包装成双效纳米粒子后，下一步是将它们靶向肿瘤。SongLi,M.D.,Ph.D.,皮特大学药学院药物科学教授和UPMC希尔曼癌症中心调查员。纳米粒子通常太大，无法穿过健康组织中完整的血管，但它们可以到达癌细胞，因为肿瘤有时有发育不良的血管，其孔洞允许它们通过。但是这种针对肿瘤的方法是有限的，因为许多人类肿瘤没有足够大的孔让纳米粒子通过。Li说："就像一艘渡船把人们从河的一边运到另一边一样，我们想开发一种机制，让纳米粒子不依靠孔洞就能穿过完整的血管。"为了开发这样的渡船，研究人员用硫酸软骨素和PEG装饰了纳米粒子的表面。这些化合物通过与肿瘤血管和肿瘤细胞上常见的细胞受体结合，延长它们在血液中的停留时间，从而帮助纳米粒子瞄准肿瘤，避开健康组织。荧光显微镜图像显示FuOXP-siRNA纳米颗粒（红色）被小鼠结肠癌细胞有效吸收。细胞核显示为蓝色圆圈。资料来源：Chen等人，2022年，自然-纳米技术，10.1038/s41565-022-01266-2当注射到小鼠体内时，大约10%的纳米颗粒进入了目标肿瘤--比大多数其他纳米载体平台有了明显的改善。以前对已发表的研究的分析发现，平均来说，只有0.7%的纳米粒子剂量到达它们的目标。与单独含有化学药物FuOXP的纳米颗粒相比，双效纳米颗粒极大地减少了免疫抑制PS向细胞表面的迁移。接下来，研究人员在结肠癌和胰腺癌的小鼠模型中测试了他们的平台。与接受安慰剂或FuOXP剂量的动物相比，接受含有FuOXP和siRNA的纳米粒子治疗的动物具有更好的肿瘤微环境，有更多的抗癌T细胞和更少的免疫抑制调节性T细胞。因此，与只接受一种疗法的动物相比，接受siRNA-FuOXP纳米粒子的小鼠显示出肿瘤大小的急剧下降。这项研究还指出了将FuOXP-siRNA纳米粒子与另一种称为检查点抑制剂的免疫疗法相结合的潜力。PD-1等免疫检查点就像免疫系统的刹车，但检查点抑制剂的作用是释放刹车，帮助免疫细胞对抗癌症。研究人员发现，含有或不含siRNA的FuOXP纳米粒子增加了PD-1的表达。但当他们加入一种PD-1抑制剂药物时，这种组合疗法对小鼠的肿瘤生长和生存有了极大的改善。由于他们的目标是将他们的新疗法转化为临床治疗，该团队现在正寻求通过更多的实验来验证他们的发现，并进一步评估潜在的副作用。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1336363.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1336363.htm

科学家发明可穿越血脑屏障的纳米粒子

科学家发明可穿越血脑屏障的纳米粒子科学家们乐观地认为，他们的方法已在临床前模型中初见成效，最终可用于用一种疗法同时治疗脑转移瘤和原发性乳腺癌肿瘤。迈阿密大学米勒医学院西尔维斯特综合癌症中心的研究人员创造了一种能够穿越血脑屏障的纳米粒子。他们的目标是通过一次治疗消除原发性乳腺癌肿瘤和脑转移瘤。实验室研究表明，这种方法能有效缩小乳腺癌和脑肿瘤的体积。这些继发性肿瘤被称为脑转移瘤，最常见于乳腺癌、肺癌和结肠癌等实体瘤，通常预后较差。当癌症侵入大脑时，治疗就会变得非常困难，部分原因是血脑屏障，这是一层几乎无法穿透的薄膜，将大脑与身体的其他部分隔开。领导这项研究的生物化学与分子生物学副教授、西尔维斯特公司技术与创新部助理主任香塔-达尔（ShantaDhar）博士说，西尔维斯特团队的纳米粒子有朝一日可能被用于治疗转移瘤，同时还能治疗原发肿瘤。她是5月6日发表在《美国国家科学院院刊》上的一篇论文的资深作者。ShantaDhar博士Credit:Sylvester研究人员在粒子中加入了两种针对线粒体（细胞的能量产生中心）的原药，结果表明，他们的方法可以在临床前研究中缩小乳腺和脑肿瘤。达尔说："我总是说纳米医学是未来，当然我们已经进入了这个未来。"他指的是市售的COVID-19疫苗，其配方中使用了纳米颗粒。"纳米医学肯定也是癌症疗法的未来"。这种新方法使用了一种由生物可降解聚合物制成的纳米粒子，这种聚合物是由达尔的研究小组之前开发的，同时还使用了她的实验室开发的两种针对癌症能量来源的药物。由于癌细胞的新陈代谢形式往往不同于健康细胞，因此抑制癌细胞的新陈代谢可以有效地杀死肿瘤，而不伤害其他组织。其中一种药物是经典化疗药物顺铂的改良版，它通过破坏快速生长细胞的DNA来杀死癌细胞，从而有效阻止其生长。但肿瘤细胞可以修复自己的DNA，有时会导致顺铂产生抗药性。达尔的研究小组对这种药物进行了改良，将其目标从核DNA（构成染色体和基因组的DNA）转移到线粒体DNA。线粒体是我们细胞的能量来源，包含自己小得多的基因组，而且对于癌症治疗来说，重要的是，线粒体不具备与我们的大基因组相同的DNA修复机制。由于癌细胞可以在不同的能量来源之间切换，以维持其生长和增殖，研究人员将他们的改良顺铂（他们称之为Platin-M，攻击称为氧化磷酸化的能量生成过程）与他们开发的另一种药物Mito-DCA结合起来，后者专门针对一种称为激酶的线粒体蛋白，抑制糖酵解（一种不同的能量生成方式）。达尔说，开发能够进入大脑的纳米粒子是一条漫长的道路。她的整个独立职业生涯都在研究纳米粒子，在之前一个研究不同形式聚合物的项目中，研究人员注意到，在临床前研究中，一些纳米粒子的一小部分可以进入大脑。通过进一步研究这些聚合物，达尔的团队开发出了一种既能穿过血脑屏障又能穿过线粒体外膜的纳米粒子。达尔说："要弄清这一点，我们经历了很多波折，我们仍在努力了解这些微粒穿过血脑屏障的机制。"研究小组随后在临床前研究中测试了这种特制的载药纳米粒子，发现它们能缩小乳腺肿瘤和在大脑中播种形成肿瘤的乳腺癌细胞。在实验室研究中，这种纳米粒子-药物组合似乎也是无毒的，并能显著延长存活时间。下一步，研究小组希望在实验室中测试他们的方法，以更接近地复制人类脑转移灶，甚至可能使用源自患者的癌细胞。他们还想在胶质母细胞瘤（一种侵袭性特别强的脑癌）的实验室模型中测试这种药物。在达尔实验室工作的迈阿密大学博士生阿卡什-阿肖坎（AkashAshokan）说："我对高分子化学非常感兴趣，将其用于医疗目的真的让我着迷，"阿卡什-阿肖坎是这项研究的共同第一作者，他与博士生舒丽塔-萨卡尔（ShritaSarkar）共同完成了这项研究。"看到它被应用于癌症治疗，我感到非常高兴。"编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1430599.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1430599.htm

科学家们警告说食品着色剂里的纳米颗粒可能损害人体肠道

科学家们警告说食品着色剂里的纳米颗粒可能损害人体肠道高级作者、康奈尔大学食品科学副教授EladTako说："我们发现，通常用于食品的特定纳米粒子--二氧化钛和二氧化硅--可能对肠道功能产生负面影响。它们对关键的消化和吸收蛋白有负面的影响"。在他们的研究中，研究小组在Tako实验室的体内系统中注射了相当于人类剂量的二氧化钛和二氧化硅，该系统提供了与人体密切相似的健康反应。科学家们将纳米粒子注入鸡蛋中。鸡孵化后，科学家们检测到血液、十二指肠（上层肠道）和盲肠（与肠道相连的小袋）中的功能、形态和微生物生物标志物的变化。"我们每天都在消耗这些纳米颗粒，"Tako说。"我们并不真正知道我们消耗了多少；我们并不真正知道这种消耗的长期影响。在这里，我们能够证明其中的一些影响，这是了解胃肠道健康和发展的一个关键。"尽管有这个发现，科学家们bing没有呼吁停止使用这些纳米粒子。"根据这些信息，我们建议仅仅是注意，"Tako说。"科学需要根据我们的发现进行进一步调查。我们正在打开讨论的大门"。纳米粒子被用于食品着色剂，以改善其稳定性、可溶性和颜色强度。食品着色剂纳米颗粒是通过将颜色颗粒的大小减少到纳米级范围，通常直径在1至100纳米之间制成。纳米颗粒比大颗粒有更大的表面积，这使它们更有活性，并提高了它们在食品中的分散能力。这种改进的分散性导致了更好的颜色稳定性，因为纳米颗粒不太可能结成一团或从食品中沉淀出来。除了稳定性之外，纳米颗粒还可以提高食品颜色的强度。这是因为颗粒的尺寸较小，使它们能更有效地与光互动，从而产生更生动和强烈的颜色。然而，需要注意的是，在食品中使用纳米颗粒已经引起了人们对其潜在健康影响的担忧。因此，美国食品和药物管理局（FDA）等监管机构要求食品制造商提供证据，证明他们使用的纳米粒子可以安全食用。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1349203.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1349203.htm

疫苗中的脂质纳米粒子可以「入脑」

疫苗中的脂质纳米粒子可以「入脑」理查德.弗莱明博士（RichardM.Fleming，物理学博士，医生，核子心脏病学家，律师）谈到疫苗中的脂质纳米粒子，大意是：早在2017年，莫得纳发表了一篇关于使用「脂质纳米粒子」于流感疫苗中的论文，论文说脂质纳米粒子扩散到了被实验动物的大脑、骨髓、肝脏、脾脏和肌肉注射部位。#脂质纳米#疫苗灾难#FreeMilesGuo#FreeYvetteWang#MilesGuoHasTheGoods

"智能锈"纳米粒子如何彻底改变水质清洁方式

"智能锈"纳米粒子如何彻底改变水质清洁方式更有效的是，它具有磁性，可以用磁铁轻松地从水中吸走污染物。最近，研究小组对这些颗粒进行了优化，以捕获对水生生物有害的雌激素荷尔蒙。介绍和意义研究人员在美国化学学会（ACS）秋季会议上展示了他们的成果。美国化学学会2023年秋季会议有大约12000个关于各种科学主题的报告。海洋、湖泊和河流中的水会受到各种污染物的污染，因此需要一种简单而廉价的清洁方法。一个研究小组正在设计一种磁性纳米粒子，这种粒子可以靶向雌激素等特定污染物，这些污染物被废水带入水道，可能对水生生物有害。这些颗粒由氧化铁制成，我们大多数人都知道氧化铁是铁锈。研究人员可以改变颗粒的表面，使其能够吸附各种污染物。然后，磁铁就能将颗粒连同附着在颗粒上的污染物一起吸出水面。资料来源：美国化学学会"我们的'智能锈'便宜、无毒、可回收，"该项目的首席研究员马库斯-哈利克博士说。"我们已经证明了它对各种污染物的用途，显示出这项技术在大幅改善水处理方面的潜力。"智能锈背后的科学多年来，Halik的研究团队一直在研究去除水中污染物的环保方法。他们使用的基础材料是超顺磁性氧化铁纳米颗粒，这意味着它们会被磁铁吸引，但不会相互吸引，因此颗粒不会结块。为了让它们变得"聪明"，研究小组开发了一种技术，将膦酸分子附着在纳米大小的球体上。埃尔兰根-纽伦堡弗里德里希-亚历山大大学的哈里克说："我们在氧化铁内核上添加一层分子后，它们看起来就像从这些颗粒表面伸出的毛发。然后，通过改变与膦酸另一侧结合的物质，研究人员可以调整纳米粒子表面的特性，从而强力吸附不同类型的污染物。"早期版本的智能铁锈能吸附从地中海采集的原油和从研究人员所在大学附近采集的池塘水中的草甘膦。此外，研究小组还证明，智能锈可以去除实验室和河水样本中添加的纳米塑料和微塑料。针对荷尔蒙污染物到目前为止，该团队已经锁定了大部分大量存在的污染物。卢卡斯-穆勒（LukasMüller）是一名研究生，他将在本次会议上展示自己的新成果。当我们体内的一些激素被排出体外时，它们会被冲入废水中，最终进入水道。天然和合成雌激素就是这样一类激素，这些污染物的主要来源包括人类和牲畜的排泄物。环境中的雌激素含量很低，因此很难清除。然而，即使这些含量也已被证明会影响一些植物和动物的新陈代谢和繁殖，不过长期低含量的这些化合物对人类的影响还不完全清楚。穆勒说："我从最常见的雌激素雌二醇开始，然后是其他四种分子结构相似的衍生物。雌激素分子具有笨重的类固醇主体和带轻微负电荷的部分。为了利用这两个特点，他在氧化铁纳米粒子上涂上了两组化合物：一组带长电荷，另一组带正电荷。研究人员推测，这两种分子在纳米粒子表面形成了数十亿个"口袋"，将雌二醇吸入并困住。"由于肉眼看不到这些"口袋"，Müller一直在使用高科技仪器来验证这些雌激素捕获"口袋"是否存在。初步结果显示，从实验室样本中提取激素的效率很高，但研究人员还需要从固态核磁共振光谱和小角中子散射等其他实验来验证口袋假说，并且正试图用不同的拼图来理解分子究竟是如何在纳米粒子表面组装的。未来展望展望未来，研究小组打算在现实世界的水样中测试这些颗粒，并确定它们可以重复使用的次数。研究人员说，由于每个纳米粒子都有很大的表面积和很多口袋，因此它们应该能够去除多个水样中的雌激素，从而降低每次清洗的成本。Halik总结说："通过反复循环使用这些颗粒，这种水处理方法对材料的影响可能会变得非常小。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1378321.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1378321.htm

金纳米粒子催化剂有助于将塑料废料转化为有用的化合物

金纳米粒子催化剂有助于将塑料废料转化为有用的化合物金纳米粒子催化剂可以回收聚酯和生物质来自东京都立大学的研究人员发现，支持在氧化锆表面的金纳米粒子有助于将像生物质和聚酯这样的废料变成有机硅烷化合物，这是用于广泛用途的宝贵化学品。新方案利用了金纳米粒子和氧化锆支持物的两性（酸和碱）性质之间的合作。其结果是一个需要较少条件的反应，以及一个更环保的废物升级回收方法。循环利用是人类解决全球塑料垃圾问题的一个重要部分。它的大部分内容是将塑料垃圾变成塑料产品。然而，科学家们也一直在探索其他方法，以鼓励将废物材料作为一种资源使用。这包括升级再造，将废料转化为全新的化合物和产品，这些化合物和产品可能比用来制造它们的材料更有价值。醚和酯在由安装在氧化锆基底上的金纳米粒子组成的混合催化剂存在下与二硅烷反应。金纳米粒子的存在以及支持物上的酸性和碱性位点有助于将醚和酯基转化为硅烷基。资料来源：东京都立大学由三浦宏树副教授领导的东京都大学的一个研究小组一直致力于将塑料和生物质转化为有机硅烷，有机硅烷是连接有硅原子的有机分子，形成碳硅键。有机硅烷是高性能涂料的宝贵材料，也是生产药品和农用化学品的中间体。然而，硅原子的添加往往涉及对空气和水分敏感的试剂，需要高温，更不用说苛刻的酸性或碱性条件可能使转换过程本身成为环境负担。现在，该团队已经应用了一种混合催化剂材料，由支持在氧化锆载体上的金纳米粒子组成。该催化剂采用醚基和酯基，这两种基团在聚酯等塑料和纤维素等生物质化合物中都很丰富，并帮助它们与一种被称为二硅烷的含硅化合物发生反应。在溶液中温和加热的情况下，他们成功地在酯或醚基所在的地方创建了有机硅烷基团。通过对机制的详细研究，该团队发现，金纳米粒子和支持物的两性（包括碱性和酸性）性质之间的合作是在温和条件下有效、高产地转换原材料的原因。鉴于塑料垃圾处理通常需要燃烧或苛刻的酸性/碱性条件，该工艺本身已经提供了一条在要求低得多的条件下分解聚酯的简便途径。然而，这里的关键点是，反应的产物本身是有价值的化合物，可以用于新的应用。该团队希望，这条生产有机硅烷的新路线构成了我们通往碳中和未来的途径的一部分，在那里，塑料不会进入环境，而是成为社会中更有用的产品。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1350321.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1350321.htm