【MDPI专栏】Applied Science-Basel：用于抗癌治疗的双官能化粘土纳米管

【引言】

对于患有晚期或高度浸润性癌症且已失去手术机会的患者，化疗仍是最佳治疗方案。目前癌症疗法的最大局限性之一是缺乏特异性靶向机制，纳米技术为克服非特异性组织靶向和当前化学治疗药物的有害毒副作用提供了全新的途径。但目前市场上的纳米药物中很少有设计用于治疗癌症。为了降低与紫杉醇有关的毒性作用，例如，紫杉醇的纳米颗粒制剂以商品名Abraxane引入。通过在蛋纳米颗粒中将紫杉醇与白蛋白结合，然后纳米颗粒溶解并释放白蛋白结合的药物复合物来实现毒性的降低。埃洛石粘土纳米管（HNTs）已经显示出作为药物递送载体的潜力，其表面可以被修饰并定制为靶向药物递送系统。

【成果简介】

近日，路易斯安那理工大学David K. Mills（通讯作者）团队通过共价键合叶酸（FA）和异硫氰酸荧光素（FITC）修饰HNT表面。用叶酸修饰HNTs可以选择性靶向肿瘤细胞。FITC的加入提供了量化FA标记HNTs靶向肿瘤细胞能力的有效方法。研究通过相差和epi荧光显微镜记录双官能HNT（bHNT）的细胞摄取。实验发现bHNTs在150μg/ mL的浓度下没有表现出细胞毒性的迹象。随着bHNT浓度的增加导致细胞死亡数的增加可能是由于细胞内bHNT累积的细胞毒性引起的，所述细胞毒性破坏导致细胞死亡。基于HNTs被认为能够同时作为纳米容器和纳米载体，团队设想构建体可能是潜在用于癌症治疗剂的模块化平台。HNT内部可装载各种抗癌药物（或其他化学治疗剂），并充当“死亡货物”，用于杀死癌细胞，同时提供关于药物功效的反馈成像数据。HNT的表面可以用金或银纳米粒子进行改性，并通过将光转化为肿瘤内的热来用于光热疗法。目前需要进一步的研究来验证这种新的化疗药物递送系统的潜力。相关内容以题为“Bi-Functionalized Clay Nanotubes for Anti-Cancer Therapy”发表在了Applied Science-Basel上。

【图文导读】

图1 FA和FITC与DAS结合的示意图

DAS = N-[3-（三甲氧基甲硅烷基）丙基）乙二胺，FA =叶酸，FITC =异硫氰酸荧光素。

图2 FTIR获取

从（a）HNT; （b）HNT-DAS; （c）HNT-DAS-FA; （d）HNT-DAS-FA / FITC获得的FTIR

图3细胞摄取测定法

（A）暴露于bHNT后CT-26细胞的相差图像(50 µg/mL)，棕色细胞内积累表明细胞质内存在bHNT。

（B）在落射荧光灯下观察到的相同视场（A中的黑圈）。如A中所见的棕色细胞内积累对应于B中FITC标记的bHNTs，显示出CT-26细胞摄入。

图4活细胞/死细胞测定

从左到右，明场，绿色过滤器（活细胞）和红色过滤器（死细胞）图像。

【小结】

该研究通过共价键合叶酸（FA）和异硫氰酸荧光素（FITC）修饰HNT表面。实验观察到与HNT表面结合的DAS分子数量少于其他研究报道的文献。细胞毒性研究表明，在CT26细胞暴露于浓度小于150μg/ mL的bHNT，bHNTs都不具有细胞毒性。显微镜研究表明，bHNTs被所有浓度的CTH26细胞吸收。用叶酸修饰HNTs赋予选择性靶向肿瘤细胞所需的能力。FITC的加入量化了双官能HNTs活性靶向肿瘤细胞的能力，实现了递送装载在HNT腔内的化学治疗剂的有效载荷并提供了药物功效的成像数据。此外，使用共价结合的分子来使HNT功能化限制了HNT聚集。虽然研究成果为患者带来了福音，但还需要进一步的研究来验证这种新的化疗药物递送系统的潜力。

文献链接：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) 作为开放获取型国际期刊，发表应用科学类相关论文。Applied Sciences-Basel采取单盲同行评审，一审周期19天，文章从接收到发表仅需6.6天。

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