新型納米藥物設(shè)計(jì)有望突破經(jīng)典理論

新型納米藥物的設(shè)計(jì)有可能超越經(jīng)典的理論和傳統(tǒng)的思路：在傳統(tǒng)的“鎖眼”以外，靶分子可以為納米顆粒（而非傳統(tǒng)的“分子”）藥物提供有更為廣闊的結(jié)合區(qū)域。這大大拓展了設(shè)計(jì)新型藥物的可能性。

中科院納米生物效應(yīng)與安全性重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（國家納米科學(xué)中心和中國科學(xué)院高能物理研究所共建）的趙宇亮、陳春英等科研人員的實(shí)驗(yàn)研究工作與IBM周如鴻研究員的理論模擬相結(jié)合，在腫瘤高效低毒納米藥物的研究方面，取得重要的進(jìn)展PNAS,109,15431,2012。這是繼2010年和2011年后，該研究組在《美國國家科學(xué)院院刊》發(fā)表的又一研究成果。

該研究組在2004年發(fā)現(xiàn)，原來設(shè)計(jì)為新一代MRI醫(yī)學(xué)造影劑的含Gd金屬富勒烯具有高效抑制腫瘤生長(zhǎng)的功能。通過表面化學(xué)修飾，研究人員得到了幾乎沒有毒副作用的Gd@C82OH22。它不殺死腫瘤細(xì)胞，而是通過調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞周圍的微環(huán)境改善腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)的“土壤”，把腫瘤細(xì)胞“監(jiān)禁”起來。通過近9年的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和細(xì)胞實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，這種新的方法，不僅抑制腫瘤生長(zhǎng)，也高效抑制腫瘤轉(zhuǎn)移。

進(jìn)一步的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和分子動(dòng)力學(xué)模擬研究發(fā)現(xiàn)，Gd@C82OH22納米藥物與靶分子的相互作用過程與藥物設(shè)計(jì)的經(jīng)典理論不同，Gd@C82OH22納米顆粒并不作用于靶分子基質(zhì)金屬蛋白酶MMP的活性位點(diǎn)。Gd@C82OH22分子首先自身通過氫鍵相互作用形成棒狀排列的納米顆粒，然后通過納米顆粒擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)接近靶分子的疏水區(qū)域，產(chǎn)生非特異性的疏水相互作用，而這只是一個(gè)過渡態(tài)。最終納米顆粒和靶分子MMP之間通過氫鍵作用和疏水作用形成特異性結(jié)合。這種特異性結(jié)合區(qū)域在MMP的疏水區(qū)域，而不是傳統(tǒng)的活性位點(diǎn)。

該研究結(jié)果第一次提出的新型納米藥物的設(shè)計(jì)有可能超越經(jīng)典的理論和傳統(tǒng)的思路：在傳統(tǒng)的“鎖眼”以外，靶分子可以為納米顆粒而非傳統(tǒng)的“分子”藥物提供更為廣闊的結(jié)合區(qū)域。這大大拓展了設(shè)計(jì)新型藥物的可能性。

目前全世界在納米藥物領(lǐng)域的研究主要用納米顆粒作為載體載帶現(xiàn)有的藥物，而把Gd@C82OH22納米顆粒直接作為腫瘤治療藥物不需要載帶傳統(tǒng)藥物，到目前為止還是第一次。該實(shí)驗(yàn)室通過近9年的系統(tǒng)研究，已經(jīng)完成8個(gè)腫瘤模型的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)。除了深入開展該研究中的抑制腫瘤新機(jī)制外，2012年高能所已建成一條中試生產(chǎn)線，并正在推進(jìn)臨床前研究的相關(guān)工作。

來源：國家納米科學(xué)中心

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