近日，中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所發(fā)光學(xué)及應(yīng)用國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副研究員曾慶輝等利用綠色熒光碳點(diǎn)（CDs）做藥物釋放載體，成功實(shí)現(xiàn)了藥物對癌細(xì)胞的選擇性釋放、熒光示蹤一體化的研究。上述研究結(jié)果發(fā)表在英國皇家化學(xué)學(xué)會的《材料化學(xué)學(xué)報(bào)》（J. Mater. Chem. B 2016, 4, 5119）上，并被該雜志收錄為雜志尾頁封面。
眾所周知，癌癥已經(jīng)成為危害人類生命的第一殺手，癌癥治療臨床上經(jīng)常采用化療的方法，然而由于化學(xué)藥物對人體正常細(xì)胞的毒害性，無法避免會對一些良好的器官產(chǎn)生一定的破壞作用，這種副作用使得大多數(shù)病患者無法獲得康復(fù)甚至死亡，因此，癌癥藥物的選擇性釋放，一直以來都是生物醫(yī)學(xué)的重大研究學(xué)科方向。肝癌因惡性程度高，被稱為癌中之王。我國是肝癌高發(fā)國家，全世界50%以上的新發(fā)和死亡肝癌患者發(fā)生在中國，因此曾慶輝等研究人員選擇肝癌細(xì)胞作為目標(biāo)，進(jìn)行CDs的藥物選擇性釋放、熒光示蹤一體化的研究。由于熒光碳納米點(diǎn)具有高效熒光特性、低生物毒性等特性，使得其在生物應(yīng)用方面具有極強(qiáng)的應(yīng)用前景和潛在應(yīng)用價(jià)值。然而傳統(tǒng)碳點(diǎn)的熒光多為藍(lán)色，使得其在生物細(xì)胞熒光示蹤的研究受到了極大程度的限制，表面基團(tuán)富集胺基的正電荷特性也在一定程度上限制了其生物標(biāo)記的研究工作的開展。
研究人員利用檸檬酸和尿素做原料合成具有綠色熒光且表面富集羧基的CDs，然后利用非共價(jià)吸附的方法實(shí)現(xiàn)了CDs對阿霉素（DOX）藥物的載運(yùn)功能，基于癌細(xì)胞與正常細(xì)胞自身生理學(xué)上的特有的pH環(huán)境的差別，使得藥物對癌細(xì)胞實(shí)現(xiàn)了選擇性釋放，成功地實(shí)現(xiàn)了CDs熒光示蹤、藥物載運(yùn)以及選擇性釋放一體化的研究工作。通過與吉林大學(xué)和澳大利亞格里菲斯大學(xué)合作，研究人員通過細(xì)胞毒性的分析，首先確認(rèn)了DOX和CDs-DOX的細(xì)胞毒性以及CDs的細(xì)胞無毒性，然后進(jìn)行了體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)和小鼠在體活體實(shí)驗(yàn)，并且成功地進(jìn)行了組織學(xué)熒光成像以及活體熒光共聚焦成像分析，結(jié)果顯示這種綠色熒光CDs可以作為有效的熒光示蹤、藥物釋放等多功能藥物載體，結(jié)果顯示正常細(xì)胞基本無損，癌細(xì)胞被殺死，小鼠腫瘤得到了有效的抑制；這種非共價(jià)吸附的方法對于癌癥的藥物靶向、熒光示蹤、治療一體化較傳統(tǒng)的共價(jià)連接的方法更有效，實(shí)驗(yàn)操作更簡單，藥物釋放效果更明顯。該項(xiàng)研究工作的開展對于熒光碳納米點(diǎn)在癌癥診斷治療技術(shù)的潛在臨床應(yīng)用拓展了新的研究方向，為癌癥診斷治療技術(shù)的多功能納米藥物載運(yùn)奠定了一定的研究基礎(chǔ)。
該工作得到了吉林省科技發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目、中科院青促會、國家自然基金項(xiàng)目的支持。該工作的發(fā)表是基于曾慶輝利用熒光納米材料在疾病診斷治療領(lǐng)域的前期研究工作基礎(chǔ)（ACS Appl. Mater. Interfaces 2014, 6, 19327；Biomaterials 2012, 33, 4336；Chem. Commun. 2012, 48, 1781；Chem. Commun. 2010, 46, 6479；Talanta 2009, 80, 307等）。
圖1.雜志尾頁封面頁（CDs載藥DOX選擇性殺死癌細(xì)胞的示意圖）
圖2. CDs載藥DOX選擇性殺死癌細(xì)胞的細(xì)胞實(shí)驗(yàn)結(jié)果和熒光共聚焦成像結(jié)果
圖3. CDs選擇性釋放抗癌藥物對小鼠腫瘤控制的在體實(shí)驗(yàn)結(jié)果
