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纳米马达作为探测癌症环境的探针

来自印度科学研究所(IISc)的跨学科研究人员团队使用了3-D肿瘤模型和磁性驱动的纳米马达来探测癌细胞的微环境。该团队由纳米科学与工程中心(CeNSE)和分子繁殖,发展与遗传学系(MRDG)的研究人员组成。

纳米马达作为探测癌症环境的探针

在发表于Angewandte Chemie的工作中,该团队通过外部磁场通过肿瘤模型远程操纵螺旋纳米电机,以感测,标测和量化细胞环境的变化。该模型包含嵌入重构的基底膜基质中的健康细胞和癌细胞,并模拟乳腺癌环境。

这项研究强调了通过操纵肿瘤内的纳米马达并等待它们定位在癌部位附近来靶向癌细胞的新方法。“我们试图在肿瘤模型中将纳米马达推向癌细胞,并观察到它们粘在癌细胞附近的基质上,但是在正常细胞附近却没有观察到,”第一作者,博士Debayan Dasgupta说。CeNSE的学生。

的细胞外基质(ECM)是由活细胞到它们附近分泌的蛋白质和碳水化合物的复杂3-d网络。但是,当癌细胞将新鲜物质分泌到ECM中时,它会破坏健康细胞周围天然ECM的化学和物理组成,从而破坏当地环境。因此,了解细胞微环境如何因癌细胞而改变并定量测量这些变化对于了解癌症的进展至关重要。

在当前的研究中,研究人员发现,随着纳米马达接近癌细胞膜,它们对基质的粘附力要强于对正常细胞的粘附力。为了测量纳米马达与基质的结合强度,研究小组计算了克服粘附力并向前移动所需的磁场强度。

“这意味着癌细胞正在发挥作用。因此,我们进行了一些测量,发现其[粘附力]取决于细胞的类型,相互作用的强度以及纳米马达接近细胞的哪一侧。” CeNSE的副教授,高级作者之一Ambarish Ghosh。“最终,我们最终发现了重要生物环境的物理特性。”

纳米马达似乎更好地粘附于癌细胞的原因是其带电的ECM。研究人员发现,这可能是由于存在2,3-连接的唾液酸,这是一种糖缀合的分子,在癌细胞环境中赋予负电荷。他们使用荧光标记物可视化了这些糖的分布,发现唾液酸分布在距癌细胞表面最多40微米的位置,即纳米马达具有很强的粘附力的距离相同。

为了抵消这种粘合效应,研究小组在全氟辛基三乙氧基硅烷(PFO)上涂覆了纳米马达,从而使其免受了带电环境的影响。包被的纳米马达没有粘附在癌细胞附近的基质上,而未包被的马达紧贴在基质上,这证实了带负电荷的癌症微环境与传入的纳米马达相互作用从而使它们无法移动的事实。

“什么来作为一个美丽的惊喜的是,这样的环境中,我们发现,侵袭性的癌症细胞最终使它们粘重塑他们的环境,并在特定带电糖更丰富,” Ramray铢,助理教授MRDG和的人说高级作者。“这种充电有可能被用来靶向和杀死隐藏在其正常对应物中的微小癌细胞群,为此我们将这些研究扩展到活体动物上。”

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点击次数:更新时间2020-10-09【打印此页】??【关闭
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