【MDPI專欄】Applied Science-Basel：用于抗癌治療的雙官能化粘土納米管

【引言】

對于患有晚期或高度浸潤性癌癥且已失去手術機會的患者，化療仍是最佳治療方案。目前癌癥療法的最大局限性之一是缺乏特異性靶向機制，納米技術為克服非特異性組織靶向和當前化學治療藥物的有害毒副作用提供了全新的途徑。但目前市場上的納米藥物中很少有設計用于治療癌癥。為了降低與紫杉醇有關的毒性作用，例如，紫杉醇的納米顆粒制劑以商品名Abraxane引入。通過在蛋納米顆粒中將紫杉醇與白蛋白結合，然后納米顆粒溶解并釋放白蛋白結合的藥物復合物來實現毒性的降低。埃洛石粘土納米管（HNTs）已經顯示出作為藥物遞送載體的潛力，其表面可以被修飾并定制為靶向藥物遞送系統。

【成果簡介】

近日，路易斯安那理工大學David K. Mills（通訊作者）團隊通過共價鍵合葉酸（FA）和異硫氰酸熒光素（FITC）修飾HNT表面。用葉酸修飾HNTs可以選擇性靶向腫瘤細胞。FITC的加入提供了量化FA標記HNTs靶向腫瘤細胞能力的有效方法。研究通過相差和epi熒光顯微鏡記錄雙官能HNT（bHNT）的細胞攝取。實驗發現bHNTs在150μg/ mL的濃度下沒有表現出細胞毒性的跡象。隨著bHNT濃度的增加導致細胞死亡數的增加可能是由于細胞內bHNT累積的細胞毒性引起的，所述細胞毒性破壞導致細胞死亡。基于HNTs被認為能夠同時作為納米容器和納米載體，團隊設想構建體可能是潛在用于癌癥治療劑的模塊化平臺。HNT內部可裝載各種抗癌藥物（或其他化學治療劑），并充當“死亡貨物”，用于殺死癌細胞，同時提供關于藥物功效的反饋成像數據。HNT的表面可以用金或銀納米粒子進行改性，并通過將光轉化為腫瘤內的熱來用于光熱療法。目前需要進一步的研究來驗證這種新的化療藥物遞送系統的潛力。相關內容以題為“Bi-Functionalized Clay Nanotubes for Anti-Cancer Therapy”發表在了Applied Science-Basel上。

【圖文導讀】

圖1 FA和FITC與DAS結合的示意圖

DAS = N-[3-（三甲氧基甲硅烷基）丙基）乙二胺，FA =葉酸，FITC =異硫氰酸熒光素。

圖2 FTIR獲取

從（a）HNT; （b）HNT-DAS; （c）HNT-DAS-FA; （d）HNT-DAS-FA / FITC獲得的FTIR

圖3 細胞攝取測定法

（A）暴露于bHNT后CT-26細胞的相差圖像(50 μg/mL)，棕色細胞內積累表明細胞質內存在bHNT。

（B）在落射熒光燈下觀察到的相同視場（A中的黑圈）。如A中所見的棕色細胞內積累對應于B中FITC標記的bHNTs，顯示出CT-26細胞攝入。

圖4 活細胞/死細胞測定

從左到右，明場，綠色過濾器（活細胞）和紅色過濾器（死細胞）圖像。

【小結】

該研究通過共價鍵合葉酸（FA）和異硫氰酸熒光素（FITC）修飾HNT表面。實驗觀察到與HNT表面結合的DAS分子數量少于其他研究報道的文獻。細胞毒性研究表明，在CT26細胞暴露于濃度小于150μg/ mL的bHNT，bHNTs都不具有細胞毒性。顯微鏡研究表明，bHNTs被所有濃度的CTH26細胞吸收。用葉酸修飾HNTs賦予選擇性靶向腫瘤細胞所需的能力。FITC的加入量化了雙官能HNTs活性靶向腫瘤細胞的能力，實現了遞送裝載在HNT腔內的化學治療劑的有效載荷并提供了藥物功效的成像數據。此外，使用共價結合的分子來使HNT功能化限制了HNT聚集。雖然研究成果為患者帶來了福音，但還需要進一步的研究來驗證這種新的化療藥物遞送系統的潛力。

文獻鏈接：Bi-Functionalized Clay Nanotubes for Anti-Cancer Therapy（Applied Science, 2018, DOI:10.3390/app8020281）

Applied Sciences-Basel (ISSN 2076-3417; IF: 1.679; http://www.mdpi.com/journal/applsci) 作為開放獲取型國際期刊，發表應用科學類相關論文。Applied Sciences-Basel采取單盲同行評審，一審周期19天，文章從接收到發表僅需6.6天。

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